干货 这可能是最全的EMC基础知识总结

传导与辐射

电磁干扰(Electromagnetic Interference)，简称EMI，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰；辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作，各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准，符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。电磁兼容性EMC 标准不是恒定不变的，而是天天都在改变，这也是各国政府或经济组织，保护自己利益经常采取的手段。

EMC标准及测试

国际标准

1、国际电工委员为IEC

2、国际标准华组织ISO

3、电气电子工程师学会IEEE

4、欧盟电信标准委员会ETSI

5、国际无线电通信咨询委员CCIR

6、国际通讯联盟ITU

6、国际电工委员会IEC有以下分会进行EMC标准研究

-CISPR：国际无线电干扰特别委员会

-TC77：电气设备（包括电网）内电磁兼容技术委员会

-TC65：工业过程测量和控制

国际标准化组织

1、FCC联邦通

2、VDE德国电气工程师协会

3、VCCI日本民间干扰

4、BS英国标准

5、ABSI美国国家标准

6、GOSTR俄罗斯政府标准

7、GB、GB/T中国国家标准

EMI测试

1、辐射骚扰电磁场（RE）

2、骚扰功率（DP）

3、传导骚扰（CE）

4、谐波电路（Harmonic）

5、电压波动及闪烁（Flicker）

6、瞬态骚扰电源（TDV）

EMS测试

1、辐射敏感度试验（RS）

2、工频次次辐射敏感度试验（PMS）

3、静电放电抗扰度（ESD）

4、射频场感应的传导骚扰抗扰度测试（CS）

5、电压暂降，短时中断和电压变化抗扰度测试（DIP）

6、浪涌（冲击）抗扰度测试（SURGE）

7、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试（EFT/B）

8、电力线感应/接触（Power induction/contact）

EMC测试结果的评价

A级：实验中技术性能指标正常

B级：试验中性能暂时降低，功能不丧失，实验后能自行恢复

C级：功能允许丧失，但能自恢复，或操作者干预后能恢复

R级：除保护元件外，不允许出现因设备（元件）或软件损坏数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。

5、电压暂降，短时中断和电压变化抗扰度测试（DIP）

6、浪涌（冲击）抗扰度测试（SURGE）

7、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试（EFT/B）

8、电力线感应/接触（Power induction/contact）

EMC基础理论

－电磁干扰的时域与频域描述 :时域特性

－电磁干扰的时域与频域描述 :频域特性

－电磁干扰的时域与频域描述 :周期梯形波的

－电磁干扰的时域与频域描述:宽带噪声

－电磁干扰的时域与频域描述:时钟与数据噪声

－分贝（dB）的概念

分贝是电磁兼容中常用的基本单位。

定义为两个功率的比：

传导干扰耦合形式

1、共阻抗耦合

-由两个回路经公共阻抗耦合而产生，干扰量是电流i，或变化的电流di/dt。

2、容性耦合

-在干扰源与干扰对称之间存在着耦合的分布电容而产生，干扰量是变化的电场，即变化的电压du/dt。

3、感性耦合

-在干扰源与干扰对称之间存在着互感而产生，干扰量是变化的磁场，即变化的电流di/dt。

－电场与磁场

电场：导体之间的电压产生电场

-电场强度单位：V/m

磁场：导体上的电流产生磁场

-磁场强度单位：A/m

波阻抗：Zo=E/H

差模辐射与共模辐射

1、差模辐射：电流在信号环路中流动产生

2、共模辐射：由于导体的电位高于参考电位产生

3、PCB主要产生差模辐射

4、线缆主要产生共模辐射

5、差模辐射电场的计算

其中 ：

E:电场强度(V/m)

f :电流的频率(MHz)

A:电流的环路面积(cm2)

I :电流的强度(mA)

r :测试点到电流环路的距离(m)

6、共模辐射电场的计算

其中 ：

E:电场强度(V/m)

f :电流的频率(MHz)

L:电缆的长度(m)

I :电流的强度(mA)

r :测试点到电流环路的距离(m)

7、屏蔽的基本理论和设计要点

7.1屏蔽效能计算公式：

SE(dB)= R(dB)+A(dB)+B(dB)

R(dB)-reflection loss

A(dB)-absorption

B(dB)-re-reflection loss

7.2屏蔽设计的基本原则：

a、屏蔽体结构简洁，尽可能减少不必要的孔洞，尽可能不要增加额外的缝隙；

b、避免开细长孔，通风孔尽量采用圆孔并阵列排放。屏蔽和散热有矛盾时尽可能开小孔，多开孔，避免开大孔；

c、足够重视电缆的处理措施，电缆的处理往往比屏蔽本身还重要；

d、屏蔽体的电连续性是影响结构件屏蔽效能最主要的因素，相对而言，一般材料本身屏蔽性能以及材料厚度的影响是微不足道的（低频磁场例外）；

e、注意控制成本；

EMC屏蔽设计

1、通风孔及开口设计

2、结构搭接缝屏蔽设计

3、电缆从屏蔽体内穿出

如果导体从屏蔽体中穿出去，将对屏蔽体的屏蔽效能产生显著的劣化作用。这种穿透比较典型的是电缆从屏蔽体中穿出。

4、穿出屏蔽体电缆的设计原则：

a、采用屏蔽电缆时，屏蔽电缆在出屏蔽体时，采用夹线结构，保证电缆屏蔽层与屏蔽体之间可靠接地，提供足够低的接触阻抗。

b、采用屏蔽电缆时，用屏蔽连接器转接将信号接出屏蔽体，通过连接器保证电缆屏蔽层的可靠接地。

c、采用非屏蔽电缆时，采用滤波连接器转接，由于滤波器通高频的特性，保证电缆与屏蔽体之间有足够低的高频阻抗。

d、采用非屏蔽电缆时，电缆在屏蔽体的内侧（或者外侧）要足够短，使干扰信号不能有效地耦合出去，从而减小了电缆穿透的影响。

e、电源线通过电源滤波器出屏蔽体，由于滤波器通高频的特性，保证电源线与屏蔽体之间有足够低的高频阻抗。

f、采用光纤出线。由于光纤本身没有金属体，也就不存在电缆穿透的问题。

5、不良接地

6、屏蔽材料及应用（导电布、簧片、导电橡胶）

7、截止波导通风板

8、良好接地

EMC接地设计

1、接地的概念及目的

a、一是为了安全，称为保护接地。电子设备的金属外壳必须接大地，这样可以避免因事故导致金属外壳上出现过高对地电压而危及操作人员和设备的安全。

b、二是为电流返回其源提供低阻抗通道，即工作接地。

c、防雷接地，为雷击提供电流泄放。

2、接地提供信号回流

3、单点接地

适用于工作频率1MHz以下系统

4、多点接地及混合接地

EMC滤波设计

1、滤波

a、滤波电路是由电感、电容、电阻、铁氧体磁珠和共模线圈构成的频率选择性网络，阻止某段频率范围内的信号沿线传递。

b、 滤波电路种类：反射、吸收。

2、滤波器件

a、电容（通用电容、三端电容）

b、电感（通用电感、共模电感、磁珠）

c、电阻

3、基本的滤波形式

4、差模滤波与共模滤波设计：

5、电容和三端电容特性

6、共模扼流圈

7、铁氧体磁珠

EMC PCB 设计

1、PCB设计

a、布局：同类电路布在一块、控制最小路径原则、高速电路间不要靠近小面板、电源模块靠近进单盘的位置

b、分层：高速布线层必须靠近一层地、电源与地相邻、元件面下布一层地、近可能将两个表层布地层、内层比表层缩进20H

c、布线：3W原则、差分对线等长，靠近走、高速或敏感线不能 跨分割区

d、接地：同类电路单独分布地，在单板上单点相连

e、滤波：电源模块、功能电路设计板级虑波电路

f、接口电路设计：接口电路设计滤波电路、实现内外有效隔离

2、布局的基本原则：

a、参照原理功能框图，基于信号流向，按照功能模块划分

b、数字电路与模拟电路、高速电路与低速电路、干扰源与敏感电路分开布局

c、单板焊接面避免放置敏感器件或强辐射器件

d、敏感信号、强辐射信号回路面积最小

e、晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件或敏感器件远离单板拉手条、对外接口连接器、敏感器件放置，推荐距离≥1000mil

f、敏感器件：远离强辐射器件，推荐距离≥1000mil

g、隔离器件、A/D器件：输入、输出互相分开，无耦合通路（如相邻的参考平面），最好跨接于对应的分割区

3、特殊器件布局

a、电源部分（置于电源入口处）

b、时钟部分（远离开口，靠近负载，布线内层）

c、电感线圈（远离EMI源）

d、总线驱动部分（布线内层，远离开口，靠近宿）

e、滤波器件（输入、输出分开，靠近源，引线短）

4、滤波电容的布局：BULK电容：

a、所有分支电源接口电路

b、功耗大的元器件附近

c、存在较大电流变化的区域，如电源模块的输入和输出端、风 扇、继电器等

d、PCB电源接口电路

5、、去藕电容的布局：

a、靠近电源管脚

b、位置、数量适当

6、接口电路的布局的基本原则：

接口信号的滤波、防护和隔离等器件靠近接口连接器放置，先防护，后滤波

接口变压器、光耦等隔离器件做到初次级完全隔离

变压器与连接器之间的信号网络无交叉

变压器对应的BOTTOM层区域尽可能没有其它器件放置

接口芯片（网口、E1/T1口、串口等）尽量靠近变压器或连接器放置

7、布线

走线短，不同类走线间距宽（信号及其回流线、差分线、屏蔽地线除外），过孔少，无环路，回路面积小，无线头

有延时要求的走线，其长度符合要求

无直角，对关键信号线优先采用圆弧倒角

相邻层信号走线互相垂直或相邻层的关键信号平行布线≤1000MIL

走线线宽无跳变或满足阻抗一致

各国产品安全和EMC认证组织

-欧美：CE

-美国：FCC&UL，NEBS

-日本：VCCI

-澳大利亚：CE

-中国：CCC

-台湾：CE

产品认证流程

-认证申请

-提交认证材料（认证标准、产品使用手册等）

-产品测试

-完成测试报告

-颁发认证证书

-产品发布

EMC工程师八个技能

1、EMC的基本测试项目以及测试过程掌握；

2、产品对应EMC的标准掌握；

3、产品的EMC整改定位思路掌握；

4、产品的各种认证流程掌握；

5、产品的硬件硬件知识，对电路（主控、接口）了解；

6、EMC设计整改元器件（电容、磁珠、滤波器、电感、瞬态抑制器件等）使用掌握；

7、产品结构屏蔽设计技能掌握；

8、对EMC设计如何介入产品各个研发阶段流程掌握。

汽车电子产品EMC测试项目

1.概述

汽车行业近几年技术日新月异，新能源、智能网联风生水起，资本大量涌入，人才大量聚集，汽车行业迎来第二春。在这一波热潮中，其他行业的公司、工程师转行做起了汽车相关的产品。只要有电的地方就会有EMC问题，与传统汽车相比，新能源汽车及智能网联汽车EMC问题更加突出，新能源汽车带来了电池、电机等引起的EMC问题，智能网联带来了高速通讯引起的PI、SI、EMI问题。汽车是一个量产的安全性要求高的产品，它又受成本的影响，这是区别于军工产品和消费电子产品的地方，所以很多军工产品和消费电子产品的EMC处理办法在汽车上没法实现的，当然汽车EMC也有自己的标准体系，整体来说高于消费电子产品，低于军工产品。 对于很多其他行业投身汽车行业怀抱的工程师来说，若想解决EMC问题，了解汽车EMC标准是第一步，至少要知道目标是什么。

汽车EMC的标准，包括整车、零部件、IC的EMC标准。

　2．整车EMC测试及标准

　　整车对外干扰：

　　整车抗干扰：

　　注：国标中带T的为推荐标准，不带T的为强制标准。

　　当然国标只是一个基本标准，每个整车厂也有自己的整车EMC标准，根据市场定位，每个企业的要求都不太一样。

　　3．零部件EMC测试及标准

　　零部件对外干扰：

　　零部件抗干扰：

　　整车厂标准：

　　每个整车厂都有自己的标准，测试项大同小异，测试限值稍有不同，在研发产品前一定要熟读整车厂标准，特别是一些细节的地方，标准不同可能设计也会有针对性的变化。

　　4．芯片EMC测试及标准

　　芯片中传导发射和传导干扰注入（DPI）是IC比较常见的测试。

按照国家标准分类：

中国汽车EMC标准

标准号

标准名称

GB14023-2000

车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法

GB18655-2002

车载无线电骚扰特性的限值和测量方法

GB/T17619-1998

机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法

GB/T18387-2001

电动车辆电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带频率9kHz~30MHz

GB/T14024-2001

内燃机电站无线电干扰特性的测量方法及允许值传导干扰

GB/T15152-9

脉冲噪声干扰引起移动通信降级的评定方法

国际汽车EMC标准

标准号

标准名称

ISO 11451

道路车辆——窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰——整车测试法

ISO 11452

道路车辆——窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰——零部件测试法

ISO 7637

道路车辆——由传导和耦合产生的电气干扰

ISO TR 1O6O

道路车辆——静电放电产生的电气干扰

CISPR 12

车辆、机动船和内燃发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法

CISPR 25

用于保护用在车辆、机动船和装置上车载接受机的无线电骚扰特性的限值和测量方法

欧洲汽车EMC标准

标准号

标准名称

95／54／EC

对于车内点火发动机产生的无线电干扰的抑制

95／56／EC

车辆保安系统

97／24／EC

2／3轮式车辆

2000/2/EC

森林和农用拖拉机

ECE R10

有关车辆电磁兼容方面的统一条款

美国汽车工程学会（SAE）EMC标准

标准号

标准名称

SAEJ551-1

为车辆的装置的电磁兼容的限值和测试方法总则（60Hz～18GHz）

SAEJ551-2

为车辆、机动船和点火发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值及方法（30MHz～1GHz）

SAEJ551-3

窄带测量

SAEJ551-4

车辆和装置的宽窄带测量方法和限值（150kHz～IO00MHz）

SAEJ551-5

电动车宽带磁场和电场强度的限值和测量方法（9kHz～30MHz）

SAEJ551-11

来自车外干扰源的整车电磁抗扰度（100kHz～18GHz）

SAEJ551-12

来自车载发射机干扰源的整车抗扰度测量（1．8MHz一1．3GHz）

SAEJ551-13

大电流注入（1～400MHz）

SAEJ551-14

混响室

SAEJ551-15

为静电放电

SAEJ551-16

抗瞬态电磁干扰

SAEJ551-17

抗电源线磁场干扰（60Hz～30kHz）

SAEJ1113-1

汽车零部件的电磁敏感性的测量过程及限值总则（60Hz～18GHz）

SAEJ1113-2

传导抗扰度测量～导线法（30Hz～250kHz）

SAEJ1113-3

传导抗扰度测量～射频（RF）功率直接注入法（250kHz～500kHz）

SAEJ1113-4

辐射电磁场抗扰度测量——BCI法

SAEJ1113-11

针对电源线的瞬态传导抗扰度

SAEJ1113-12

通过传导和耦合产生的电气干扰～耦合钳法

SAEJ1113-13

静电放电

SAEJ1113-21

用于电磁抗扰度测量的暗室（10kHz～18GHz）

SAEJ1113-22

由电源线产生辐射磁场的抗扰度测量（60Hz～30kHz）

SAEJ1113-23

辐射电磁场抗扰度测量——带状线法

SAEJ1113-24

为辐射电磁场抗扰度测量——TEM小室法（10kHz～200MHz）

SAEJ1113-25

辐射电磁场抗扰度测量——三层板法（10kHz～500MHz）

SAEJ1113-26

交流功率电场抗扰度测量（60Hz～30kHz）

SAEJ1113-27

辐射电磁场抗扰度测量——混响室法

SAEJ1113-41

用于保护车载接受机的车内零部件与组件的无线电干扰特性测量方法及限值

国际电工委员会EMC标准

标准号

标准名称

IEC 1000-4-3

辐射（射频）电磁场抗扰度试验

美国EMC标准

标准号

标准名称

ANSI 63.4

低压电子电器设备无线电噪声发射测量方法

【汽车EMIEMC测试标准ISO7637】测试项目

测试脉冲1

是模拟电源与感性负载断开连接时所产生的瞬态现象，它适⽤于各种模块在车辆上使用时，与感性负载保持直接并联的情况。P1脉冲内阻较⼤（10~50Ω）、电压较⾼（⼏⼗伏⾄⼏百伏）、前沿较快（微秒级）和宽度较⼤（毫秒级）的负脉冲。在整个ISO7637-2标准⾥属于中等速度和中等能量的脉冲⼲扰，对被试设备兼顾了⼲扰（造成设备误动作）和破坏（造成设备中元器件的损坏）两⽅⾯的作⽤。

测试脉冲2a和2b

脉冲2a模拟由于线束电感的原因，与模块并联的装置内电流突然中断引起的瞬态现象。P2a脉冲在整个ISO7637-2标准⾥属于速度快和能量较⼩的脉冲干扰，它的作⽤与P1脉冲有点相似，但它是正脉冲。

脉冲2b模拟直流电机充当发电机，点⽕开关断开时的瞬态现象。P2b脉冲是⼀个电压不⾼（⼤体与系统的电源电压相当）、前沿较缓（毫秒级）、宽度很⼤（达到秒级）和内阻很小的脉冲。在整个ISO7637-2标准⾥属于低速和⾼能量的脉冲干扰，着重考核对设备（元器件）的破坏性。P2b脉冲的这个作用于P5有点相似，但电压较低，脉冲更宽。

试验脉冲3a和3b：试验脉冲模拟由开关过程引起的瞬态现象。这些瞬态现象的特性受线束的分布电容和分布电感的影响。P3脉冲在整个ISO7637-2标准⾥是⼀系列⾼速、低能量的⼩脉冲，常能引起采⽤微处理或数字逻辑控制的设备产⽣误动作。

试验脉冲4：模拟内燃机的起动电机电路通电时产生的电源电压的降低，不包括起动时的尖峰电压。当内燃机起动机通电时引起电源电压降低，产⽣脉冲4.P4脉冲在ISO7637-2标准⾥主要1考核是设备在跌落过程中误动作的情况，尤其考核带微处理器的设备有没有出现数据丢失和程序紊乱的情况。

试验脉冲5a和5b：

模拟抛负载瞬态现象,在断开电池（亏电状态）的同时，交流发电机正在产⽣充电电流，⽽发电机电路上仍有其它负载时产⽣的瞬态，未断开时发电机的线圈内的的电流较⼤，断开时候突然电流变⼩，产⽣反动势；

抛负载的幅度取决于断开电池连接时，发电机的转速和发电机的励磁场强的大小。抛负载脉冲宽度主要取决于励磁电路的时间常数和脉冲幅度。⼤多数新型交流发电机内部，抛负载幅度由于增加限幅⼆极管⽽受到抑制（箝位）。

抛负载可能产生的原因是：因电缆腐蚀、接触不良或发动机正在运转时，断开与电池的连接。

P5脉冲的幅度较⾼（100~200V,相对于系统电源电压来说，这已经算是⾼电压了）、宽度较⼤(达⼏百毫秒)、内阻有极低（⼏欧姆，甚⾄零点⼏欧姆），所以在ISO7637-2标准⾥，P5脉冲属于能量⽐较⼤的脉冲。除了考核被试设备在P5作⽤下的抗⼲扰能⼒外，在当前程度上还在考核它对设备元器件的破坏性。

本文部分内容整理自：

《汽车电子产品EMC测试项目、测试标准》造车侠AutoPro

《汽车EMIEMC测试标准ISO7637详解》广电计量，来自百度文库

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