電磁干擾（EMI）是系統(tǒng)上的電磁噪聲的輻射或感應(yīng)。與大多數(shù)電磁電路組件一樣，直流電機是EMI的常見來源。它們是潛在的噪聲源，可以產(chǎn)生共模電流。EMI可能導致性能下降，數(shù)據(jù)損壞，或者如果足夠強可能導致系統(tǒng)完全失效。


二 、電磁發(fā)射EMI的產(chǎn)生（直流電動機為例）

電弧放電（有時稱為電弧放電或電?。┦请娏魈匦裕渲须娏骺梢粤鬟^空氣或其他通常不導電的材料。你可能已經(jīng)看到兩根電線之間或或有軌電車的電源軌上產(chǎn)生電弧的情況。這跟電火花是不一樣的，因為電弧是連續(xù)的，雖然它們看起來確實相似。

雖然電弧可用于和照明，但在某些情況下它可能是EMI的來源。在直流電動機中，由于轉(zhuǎn)子繞組中電流的周期性中斷，電弧可能是常見的。這種非常高頻的光譜內(nèi)容，可以表現(xiàn)為疊加在其他信號上的寬帶噪聲，而直流電機的結(jié)構(gòu)為共模電流提供了路徑。

輻射和傳導發(fā)射的另一個來源可能來自驅(qū)動電路。理想情況下，典型的H橋電路應(yīng)為電機提供恒定電流，但由于驅(qū)動電路中電流的快速和頻繁切換，該電流具有快速上升時間尖峰。另一個重要問題是通常電機離驅(qū)動器很遠，這會在電機引線和設(shè)備框架之間產(chǎn)生相當大的環(huán)路面積。輻射電位是環(huán)路面積的直接函數(shù);環(huán)越大，EMI噪聲越大。

三、如何降低電磁發(fā)射：

降低EMI的方法有很多，包括：機殼接地、降低輻射和傳導噪聲、降低共模電流、、濾波、隔離、鐵氧體磁環(huán)、信號邊沿控制以及在PCB中增加電源和GND層等等。在應(yīng)用中可以靈活使用以上方法，其中是相對簡單的機械學方法，成本較高，不適用于手持和便攜式設(shè)備；濾波和信號邊沿控制對于低頻信號有效，不適合當前廣泛應(yīng)用的高速信號。另外，使用EMI/RFI濾波器這些被動元器件，會增加成本。

四、避免在PCB設(shè)計中出現(xiàn)電磁問題的7個技巧

技巧1：將PCB接地

降低EMI的一個重要途徑是設(shè)計PCB接地層。步是使PCB電路板總面積內(nèi)的接地面積盡可能大，這樣可以減少發(fā)射、串擾和噪聲。將每個元器件連接到接地點或接地層時必須特別小心，如果不這樣做，就不能充分利用可靠的接地層的中和效果。

一個特別復(fù)雜的PCB設(shè)計有幾個穩(wěn)定的電壓。理想情況下，每個參考電壓都有自己對應(yīng)的接地層。但是，如果接地層太多會增加PCB的制造成本，使過高。折中的辦法是在三到五個不同的位置分別使用接地層，每一個接地層可包含多個接地部分。這樣不僅控制了電路板的制造成本，同時也降低了EMI和EMC。

如果想使EMC小，低阻抗接地系統(tǒng)十分重要。在多層PCB中，有一個可靠的接地層，而不是一個銅平衡塊(copper thieving)或散亂的接地層，因為它具有低阻抗，可提供電流通路，是佳的反向信號源。

為解決多層PCB中的EMC問題，有一個可靠的接地層，而不是銅平衡塊(copper thieving)或散亂的接地層

信號返回地面的時長也非常重要。信號往返于信號源的時間必須相當，否則會產(chǎn)生類似天線的現(xiàn)象，使輻射的能量成為EMI的一部分。同樣，向/從信號源傳輸電流的走線應(yīng)盡可能短，如果源路徑和返回路徑的長度不相等，則會產(chǎn)生接地反彈，這也會產(chǎn)生EMI。

技巧2：區(qū)分EMI

由于EMI不同，一個很好的EMC設(shè)計規(guī)則是將模擬電路和數(shù)字電路分開。模擬電路的安培數(shù)較高或者說電流較大，應(yīng)遠離高速走線或開關(guān)信號。如果可能的話，應(yīng)使用接地信號保護它們。在多層PCB上，模擬走線的布線應(yīng)在一個接地層上，而開關(guān)走線或高速走線應(yīng)在另一個接地層。因此，不同特性的信號就分開了。

有時可以用一個低通濾波器來與周圍走線耦合的高頻噪聲。濾波器可以抑制噪聲，返回穩(wěn)定的電流。將模擬信號和數(shù)字信號的接地層分開很重要。由于模擬電路和數(shù)字電路有各自獨特的特性，將它們分開至關(guān)重要。數(shù)字信號應(yīng)該有數(shù)字接地，模擬信號應(yīng)該終止于模擬接地。

在數(shù)字電路設(shè)計中，有經(jīng)驗的PCB布局和設(shè)計工程師會特別注意高速信號和時鐘。在高速情況下，信號和時鐘應(yīng)盡可能短并鄰近接地層，因為如前所述，接地層可使串擾、噪聲和輻射保持在可控制的范圍。數(shù)字信號也應(yīng)遠離電源平面。如果距離很近，就會產(chǎn)生噪聲或感應(yīng)，從而削弱信號。

技巧3：串擾和走線是重點

走線對確保電流的正常流動特別重要。如果電流來自振蕩器或其它類似設(shè)備，那么讓電流與接地層分開，或者不讓電流與另一條走線并行，尤其重要。兩個并行的高速信號會產(chǎn)生EMC和EMI，特別是串擾。必須使電阻路徑短，返回電流路徑也盡可能短。返回路徑走線的長度應(yīng)與發(fā)送走線的長度相同。

對于EMI，一條叫做“侵犯走線”，另一條則是“受害走線”。電感和電容耦合會因為電磁場的存在而影響“受害”走線，從而在“受害走線”上產(chǎn)生正向和反向電流。這樣的話，在信號的發(fā)送長度和接收長度幾乎相等的穩(wěn)定環(huán)境中就會產(chǎn)生紋波。

在一個平衡良好、走線穩(wěn)定的環(huán)境中，感應(yīng)電流應(yīng)相互抵消，從而串擾。但是，我們身處不完世界，這樣的事不會發(fā)生。因此，我們的目標是必須將所有走線的串擾保持在小水平。如果使并行走線之間的寬度為走線寬度的兩倍，則串擾的影響可降至低。例如，如果走線寬度為5密耳，則兩條并行走線之間的小距離應(yīng)為10密耳或更大。隨著新材料和新的元器件不斷出現(xiàn)，PCB設(shè)計人員還必須繼續(xù)應(yīng)對電磁兼容性和干擾問題。

技巧4：去耦電容

去耦電容可減少串擾的影響，它們應(yīng)位于設(shè)備的電源引腳和接地引腳之間，這樣可以確保交流阻抗較低，減少噪聲和串擾。為了在寬頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)低阻抗，應(yīng)使用多個去耦電容。

放置去耦電容的一個重要原則是，電容值小的電容器要盡可能靠近設(shè)備，以減少對走線產(chǎn)生電感影響。這一特定的電容器盡可能靠近設(shè)備的電源引腳或電源走線，并將電容器的焊盤直接連到過孔或接地層。如果走線較長，請使用多個過孔，使接地阻抗小。

技巧5：避免90°角

為降低EMI，應(yīng)避免走線、過孔及其它元器件形成90°角，因為直角會產(chǎn)生輻射。在該角處電容會增加，特性阻抗也會發(fā)生變化，導致反射，繼而引起EMI。要避免90°角，走線應(yīng)至少以兩個45°角布線到拐角處。

技巧6：使用過孔需謹慎

在幾乎所有PCB布局中，都必須使用過孔在不同層之間提供導電連接。PCB布局工程師需特別小心，因為過孔會產(chǎn)生電感和電容。在某些情況下，它們還會產(chǎn)生反射，因為在走線中制作過孔時，特性阻抗會發(fā)生變化。同樣要記住的是，過孔會增加走線長度，需要進行匹配。如果是差分走線，應(yīng)盡可能避免過孔。如果不能避免，則應(yīng)在兩條走線中都使用過孔，以補償信號和返回路徑中的延遲。

技巧7：電纜和物理

承載數(shù)字電路和模擬電流的電纜會產(chǎn)生寄生電容和電感，引起很多EMC相關(guān)問題。如果使用雙絞線電纜，則會保持較低的耦合水平，產(chǎn)生的磁場。對于高頻信號，必須使用電纜，其正面和背面均接地，EMI干擾。

物理是用金屬封裝包住整個或部分系統(tǒng)，防止EMI進入PCB電路。這種就像是封閉的接地導電容器，可減小天線環(huán)路尺寸并吸收EMI。

后需要提醒大家，做電磁兼容發(fā)射試驗EMC輻射發(fā)射試驗選擇專業(yè)的國家認證認可CNAS機構(gòu)進行測試，首先保證測試用的儀器測試數(shù)據(jù)的準確性，專業(yè)的技術(shù)人員，對標準的理解，按照標準科學進行固定安裝、擺放位置等也會對檢測結(jié)果有一定影響。

有很多廠家為何去別的實驗室，測試限值是沒問題的，但是去專業(yè)機構(gòu)認證的時候，發(fā)現(xiàn)測試是沒有通過的，有的是跟測試用的儀器精準度、場地的要求等息息相關(guān)。


電磁兼容EMC試驗找儀綜所實驗室彭光瓊，產(chǎn)品一站式環(huán)境可靠性及電磁兼容測試認證服務(wù)，出具國家承認的CNAS和CMA檢測報告。