電磁兼容（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在所處的電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何其他事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力,。電磁兼容技術(shù)是一門迅速發(fā)展的交叉學(xué)科，涉及電子,、計(jì)算機(jī)、通信,、航空航天,、鐵路交通、電力,、軍事以至人民生活各個(gè)方面,。

    在當(dāng)今信息社會，隨著電子技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,，一個(gè)系統(tǒng)中采用的電氣及電子設(shè)備數(shù)量大大增加，而且電子設(shè)備的頻帶日益加寬,，功率逐漸增大,，靈敏度提高,，聯(lián)接各種設(shè)備的電纜網(wǎng)絡(luò)也越來越復(fù)雜，因此,，電磁兼容問題日顯重要,。

電磁兼容EMC（ElectroMagnetic Compatibility）

電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。

 因此,，EMC包括兩個(gè)方面的要求：

 一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值,；

 另一方面是指設(shè)備/器件對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性,。

 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC對電磁兼容的定義是：系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作,，同時(shí)不對其他系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。

　　各種運(yùn)行的電力設(shè)備之間以電磁傳導(dǎo),、電磁感應(yīng)和電磁輻射三種方式彼此關(guān)聯(lián)并相互影響,，在一定的 條件下會對運(yùn)行的設(shè)備和人員造成干擾、影響和危害,。20世紀(jì)80年代興起的電磁兼容EMC學(xué)科以研究和解決這一問題為宗旨,，主要是研究和解決干擾的產(chǎn)生、 傳播,、接收,、抑制機(jī)理及其相應(yīng)的測量和計(jì)量技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則,，對產(chǎn)生的干擾水平,、抗干擾水平和抑制措施做出明確的規(guī)定，使處于同一電磁環(huán)境的設(shè)備都是兼容的,，同時(shí)又不向該環(huán)境中的任何實(shí)體引入不能允許的電磁擾動,。

電磁干擾(ElectroMagnetic Interference)，簡稱EMI,，有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種,。

傳導(dǎo)干擾主要是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過導(dǎo)電介質(zhì)或公共電源線互相產(chǎn)生干擾；

輻射干擾是指電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過空間耦合把干擾信號傳給另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)或電子設(shè)備,。

 為了防止一些電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁干擾影響或破壞其它電子設(shè)備的正常工 作,，各國政府或一些國際組織都相繼提出或制定了一些對電子產(chǎn)品產(chǎn)生電磁干擾有關(guān)規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)，符合這些規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品就可稱為具有電磁兼容性 EMC(Electromagnetic Compatibility),。電磁兼容性EMC標(biāo)準(zhǔn)不是恒定不變的,，而是天天都在改變，這也是各國政府或經(jīng)濟(jì)組織,，保護(hù)自己利益經(jīng)常采取的手段,。

　　所謂電磁干擾是指任何能使設(shè)備或系統(tǒng)性能降級的電磁現(xiàn)象。而所謂電磁干擾是指因電磁干擾而引起的設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降,。

EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部份,，所謂EMI電磁干擾,，乃為機(jī)器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲；而EMS乃指機(jī)器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力,。

　　進(jìn)行電磁兼容兼容（包括電磁干擾和電磁耐受性）的檢測與試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)有航天環(huán)境可靠性試驗(yàn)中心,、環(huán)境可靠性與電磁兼容試驗(yàn)服務(wù)中心等實(shí)驗(yàn)室。

電磁——發(fā)射“從源向外發(fā)出電磁能的現(xiàn)象,?！痹诖耍鞍l(fā)射”與通信工程學(xué)中常用的“發(fā)射”含義并不相同,。電源兼容中的發(fā)射既包含傳導(dǎo)發(fā)射,，也包括輻射發(fā)射，而通信中的發(fā)射主要指輻射發(fā)射,；電磁兼容中的發(fā)射常常是無意的,，因而常常并不存在有意制做的發(fā)射部分，一些本來做其他用途的部件如電線,、電纜等充當(dāng)了發(fā)射的角色,，而通信中則是由無線發(fā)射臺產(chǎn)生并精心設(shè)計(jì)及制作發(fā)射部件如天線、探頭等,。" 通信中的發(fā)射也使用,，但更多的是使用性能降低裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的工作性能與正常性能的非期望

偏離,?！?/p>

 應(yīng)注意，此種非期望偏離! 指向壞的方向偏離" 并不意味著一定會被使用者覺察,，但也應(yīng)視為性能降低,。舉例說明如下：例如，一個(gè)接收靈敏度指標(biāo)為3!4 的手機(jī),，在可以使天線終端即接收機(jī)輸入端" 獲得35!4 的有用信號場中工作,，顯然，此時(shí)手機(jī)工作正常,。若由于某種電磁干擾!例如大干擾信號阻塞使該手機(jī)的靈敏度壞至6!4,，此時(shí)應(yīng)視為該機(jī)工作性能已降低，但使用者并不會覺察到通信質(zhì)量下降,。因其工作地點(diǎn)的場強(qiáng)足夠強(qiáng)，使送至接收機(jī)的信號!35!4仍大于已受干擾的,、靈敏度已下降的接收機(jī)的要求!6!4"的緣故,。

電磁騷擾“任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩驘o生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象,。注：電磁騷擾可能是電磁噪聲,、無用信號或傳播媒介自身的變化,。”

電磁干擾“電磁騷擾引起的設(shè)備,、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降,。”由以上兩個(gè)術(shù)語可見：電磁騷擾僅僅是電磁現(xiàn)象,，即指客觀存在的一種物理現(xiàn)象,。它可能引起降級或損害，但不一定已經(jīng)形成后果,。而電磁干

擾是由電磁騷擾引起的后果,。過去在術(shù)語上并未將物理現(xiàn)象與其造成的后果劃分明確，統(tǒng)稱為干擾! 只是進(jìn)入九十年代,，5 年發(fā)布后,，才明確引入了這一述語，為了與過去慣用的干擾一詞明確分開中譯文稱之為“騷擾”,。這一文件還擴(kuò)大了電磁騷擾的范疇,，過去稱之為電磁干擾的常僅指電磁噪聲。現(xiàn)在電磁騷擾還包括了無用信號,，例如：對于受尋呼臺干擾的電視頻道而言,，該尋呼臺信號對尋呼系統(tǒng)是有用信號，但對被干擾的電視頻道則為無用信號,。此外電磁騷擾還包括了傳播媒介自身的變化,，這屬于無源騷擾。例如：對短波通信電離層的變化9 對微波通信空氣中雨,、霧的影響等,。

電磁噪聲“一種明顯不傳送信息的時(shí)變電磁現(xiàn)象，它可能與有用信號疊加或組合,?！币陨细鳁l術(shù)語中，使用了“電磁”一詞,，其中還有一些術(shù)語帶有“無線電頻率”一詞,，例如：“無線電頻率噪聲”、無線電! 頻率干擾”,、“無線電頻率" 騷擾”等等,。兩者的差別主要在頻率范圍。一般可以認(rèn)為無線電頻率從35HIJ 開始向上,。而“電磁”現(xiàn)象則包括所有的頻率,，除包括無線電頻率之外，還包括所有的低頻包括直流電

磁現(xiàn)象,。

電磁環(huán)境“存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象和總和,?！薄敖o定場所”即“空間”L “所有電磁現(xiàn)象”包括了全部“時(shí)間”與全部“頻譜”。

無用信號“可能損害有用信號接收的信號,?！?/p>

一． 電路板整體布局及器件布置

　　1．一個(gè)產(chǎn)品的成功與否，一是要注重內(nèi)在質(zhì)量,，二是兼顧整體的美觀,，兩者都較好才能認(rèn)為該產(chǎn)品是成功 的；在一個(gè)PCB板上,，元件的布局要求要均衡,，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉,，過孔要盡量少,；電路板的最佳形狀為矩形。長寬比為3：2或4：3,；4 層板比雙面板噪聲低20dB,。6層板比4層板噪聲低10dB。經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)盡量用多層板,。

　　2．電路板一般分模擬電路區(qū)（怕干擾）,，數(shù)字電路區(qū)（怕干擾、又產(chǎn)生干擾）,，功率驅(qū)動區(qū)（干擾源）,，故步板時(shí)要合理地分成三區(qū)。

　　3．器件一般選擇功耗低,，穩(wěn)定性好的器件,，而且盡量少用高速器件。

　　4．線條有講究：有條件做寬的線決不做細(xì),；高壓及高頻線應(yīng)園滑,，不得有尖銳的倒角，拐彎也不得采用直角,。地線應(yīng)盡量寬,，最好使用大面積敷銅，這對接地點(diǎn)問題有相當(dāng)大的改善,。

　 5．外時(shí)鐘是高頻的噪聲源,，除能引起對本應(yīng)用系統(tǒng)的干擾之外，還可能產(chǎn)生對外界的干擾,，使電磁兼容檢測不能達(dá)標(biāo),。在對系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用系統(tǒng)中， 選用頻率低的單片機(jī)是降低系統(tǒng)噪聲的原則之一,。以8051單片機(jī)為例,，最短指令周期1?s時(shí)，外時(shí)鐘是12MHz,。而同樣速度的Motorola 單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘只需4MHz,，更適合用于工控系統(tǒng)。近年來,，一些生產(chǎn)8051兼容單片機(jī)的廠商也采用了一些新技術(shù),，在不犧牲運(yùn)算速度的前提下將對外時(shí)鐘的 需求降至原來的1/3。而Motorola 單片機(jī)在新推出的68HC08系列以及其16/32位單片機(jī)中普遍采用了內(nèi)部鎖相環(huán)技術(shù),，將外部時(shí)鐘頻率降至32KHz,，而內(nèi)部總線速度卻提高到8MHz 乃至更高。

　　6．布線要有合理的走向：如輸入/輸出,，交流/直流,，強(qiáng)/弱信號，高頻/低頻,，高壓/低壓等...,，它們的走向應(yīng)該是呈線形的(或 分離)，不得相互交融,。其目的是防止相互干擾,。最好走向是按直線，但一般不易實(shí)現(xiàn),，最不利的走向是環(huán)形,。對于是直流，小信號,，低電壓PCB設(shè)計(jì)的要求可 以低些,。所以“合理”是相對的。上下層之間走線的方向基本垂直,。整個(gè)板子的不想要均勻,，能不擠的不要擠在一齊。

　　7．在器件布置方面與其它邏輯 電路一樣,，應(yīng)把相互有關(guān)的器件盡量放得靠近些,，這樣可以獲得較好的抗噪聲效果。時(shí)鐘發(fā)生器,、晶振和CPU的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲,，要相互靠近些,特別是 晶振下方不要走信號線。易產(chǎn)生噪聲的器件,、小電流電路,、大電流電路等應(yīng)盡量遠(yuǎn)離邏輯電路，如有可能，應(yīng)另做電路板,，這一點(diǎn)十分重要,。

二． 地線技術(shù)

　 　1．模擬電路和數(shù)字電路在元件布局圖的設(shè)計(jì)和布線方法上有許多相同和不同之處。模擬電路中,，由于放大器的存在,，由布線產(chǎn)生的極小噪聲電壓，都會引起輸出 信號的嚴(yán)重失真,，在數(shù)字電路中,，TTL噪聲容限為0.4V～0.6V,CMOS噪聲容限為Vcc的0.3～0.45倍,故數(shù)字電路具有較強(qiáng)的抗干擾的能 力。良好的電源和地總線方式的合理選擇是儀器可靠工作的重要保證,，相當(dāng)多的干擾源是通過電源和地總線產(chǎn)生的,，其中地線引起的噪聲干擾最大。

　　2．?dāng)?shù)字地與模擬地分開（或一點(diǎn)接地）,，地線加寬,，要根據(jù)電流決定線寬，一般來說越粗越好（100mil線經(jīng)約通過1到2A的電流）,。地線＞電源線＞信號線是線寬的合理選擇,。

　　3．電源線和地線盡可能靠近，整塊印刷板上的電源與地要呈“井”字形分布,，以便使分布線電流達(dá)到均衡,。

　　4．為減少線間串?dāng)_，必要時(shí)可增加印刷線條間距離,，在其安插一些零伏線作為線間隔離,。特別是輸入輸出信號間。

三． 去耦,、濾波,、隔離三大技術(shù)

　　1．去耦、濾波,、隔離是硬件抗干擾常用的三大措施,。

　  2．電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能,，接100uF以上的更好,；原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，如 遇印制板空隙不夠,，可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1~10pF的但電容,；對于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件,，如RAM,、ROM存儲器件,，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容；

　　3．濾波指各類信號按頻率特性分類并控制它們的方向,。常用的有各種低通濾波器,、高通濾波器、帶通濾波器,。低通 濾波器用在接入的交流電源線上,，旨在讓50周的交流電順利通過，將其它高頻噪聲導(dǎo)入大地,。低通濾波器的配置指標(biāo)是插入損耗，選擇的低通濾波器插入損耗過低 起不到抑制噪聲的作用,，而過高的插入損耗會導(dǎo)致“漏電”,，影響系統(tǒng)的人身安全性。高通,、帶通濾波器則應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中對信號的處理要求選擇使用,。

　　 4．典型的信號隔離是光電隔離。使用光電隔離器件將單片機(jī)的輸入輸出隔離開,，一方面使干擾信號不得進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng),，另一方面單片機(jī)系統(tǒng)本身的噪聲也不會以傳導(dǎo)的方式傳播出去。屏蔽則是用來隔離空間輻射的,，對噪聲特別大的部件,，如開關(guān)電源，用金屬盒罩起來,，可減少噪聲源對單片機(jī)系統(tǒng)的干擾,。對特別怕干擾的模 擬電路，如高靈敏度的弱信號放大電路可屏蔽起來,。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正的地,。