在每個示例中，對“可靠性”的需求和對“風險”的機會似乎與“安全”同義。當我們討論電磁干擾（EMI）對電子系統的影響時，可靠性，風險和安全性問題也息息相關。當我們與用于運輸，醫療保健，能源生產和其他關鍵領域的關鍵系統一起使用時，這些問題會進一步放大。

EMI，EMS和EMC

當我們使用PCB設計和電子系統時，我們似乎不斷嘗試尋找消除電磁干擾（EMI）的方法。EMI由破壞性的電磁能組成，電磁能從一個設備傳輸到另一臺設備，或從一件設備傳輸到另一臺設備。在與電子系統一起工作時，我們應用電磁兼容性原理并尋找似乎容易受到EMI影響的區域。

手機，焊機，電動機和其他設備會產生EMI。在設備級別，EMI源包括微控制器，微處理器，發射器，機電繼電器和開關電源。以微控制器為例，控制器內的時鐘電路會產生寬帶噪聲，其中包含范圍高達300兆赫茲的諧波干擾。EMI通過導體，輻射電場和磁場耦合到電路中。

相反，電磁敏感性（EMS）表示針對電子放電（ESD），電干擾，雷電，電磁波和電快速瞬變（EFT）引起的電涌的性能抗擾性。

“電氣和電子系統，設備和裝置在規定的安全范圍內在預期的電磁環境中運行而不會因電磁干擾而遭受或導致不可接受的退化的能力。” （ANSI C64.14-1992）。

EMI和EMC標準

電磁干擾會阻止系統執行關鍵功能。醫療設備中由EMI引起的問題可能會中斷生物醫學信息的交換或向工作人員提供有關患者狀況的錯誤報告。醫療設備對EMI的敏感性范圍從RFID對醫療設備的影響到助聽器，電動輪椅和電動踏板車的電磁兼容性。

通過廣泛的EMI和EMC標準，可以明顯看出EMI問題的嚴重性及其對消費者，工業和軍事應用的影響。機構包括聯邦通信委員會（FCC），國際標準組織（ISO），國際電工委員會（IEC），美國國家標準協會（ANSI），設備與放射衛生中心（CDRH）以及許多其他機構已經建立了有關EMI和EMC要求的標準。

這些標準涵蓋設計要求，排放測試和抗擾度測試。例如，IEC 61508表明設計要求必須包含有關所需EMI級別的信息。該標準進一步說明了控制系統故障的技術和措施。在另一個示例中，IEC 60601-1-2涵蓋了醫療設備安全性和電磁兼容性的一般要求。

排放測試測量設備產生的噪聲的數量和類型。抗擾度測量標準（例如IEC 1000-4-4和IEC 1000-4-3中列出的受干擾設備的標準）具有不同的噪聲頻率，并測量設備承受快速瞬變和輻射電磁場發出的噪聲的能力。下表描述了幾種發射和抗擾度測試。

識別EMI危害和風險

自1990年代初以來，組件和系統的日益復雜性以及為節省成本的嘗試已使電子設備的噪聲容限增加了3 dB。模擬電路的安全裕度對應于設備的信噪比。盡管數字電路具有較大的安全裕度，但由于低壓邏輯和故障對數字應用的影響，該裕度會縮小。如果EMI中斷了數字電路中的精確開關，則系統可能會失速或出現故障。隨著設備在更高的帶寬下工作，噪聲發射和電路敏感性都將增加。

標準和設計最佳實踐的結合旨在降低復雜性增加的風險。由于EMI可能會損害關鍵應用，因此風險評估還包括危害評估和危害概率評估。我們將危害定義為可能造成危害的任何事物，然后考慮危害的程度和嚴重性。在考慮風險時，我們認識到并非所有危害都會產生相同程度的危害，然后確定危害發生的可能性。

危害和風險評估涵蓋系統的環境，設計和應用。在電路設計和組件選擇方面，電磁干擾會影響發生傷害的可能性。在設計電路時，必須認識到如何消除或減輕EMI以降低風險。在設計和生產電路及產品的過程中，要認識到潛在的安全隱患和要求以及EMI的風險。

使用設計最佳實踐來避免EMI

您的PCB設計應以實現出色的信號完整性為目標。該目標還有助于構建一種抑制EMI并具有良好電磁兼容性的電路。要獲得EMC，需要研究整個產品，從PCB和電源到電纜和外殼。您的設計應確保數字電路和模擬電路之間的兼容性，仔細設計布局，并認識到良好接地和屏蔽做法的必要性。針對EMC的設計涉及通過具有連續接地計劃的極低阻抗返回路徑來減少輻射發射并提高輻射抗擾度，并增加用于輸入/輸出和功率信號的保護電路。

通過將噪聲水平保持在信號水平以下，可以獲得信號完整性。對于數字電路，噪聲容限應保持在毫伏范圍內。要更進一步，您必須將EMI輻射水平保持在微伏和微安范圍內。為了實現這些EMC目標，高速信號必須具有適當的端接。您可以使用差分信號來減少發射，并在電源引腳上去耦電容器以降低開關噪聲。

另外，您的電路設計必須控制阻抗。您可以通過源端接來保持較慢的信號阻抗阻抗，并通過從平面到平面的連續返回路徑來保持阻抗控制。當信號穿過分流平面時，請使用去耦電容。在設計PCB布局時，請確定可能容易受到EMI影響的關鍵走線。這些走線包括進入或離開PCB的線，承載高速時鐘和數據信息的線，模擬輸入線和數字線。