為什么設計很難通過電磁兼容EMC測試？

　　避免失敗的EMC一致性測試只涉及在設計和制造過程中使用基本設計規則，為了避免代價高昂的EMC測試失敗，我們列出了設計失敗EMC測試的一些常見原因，為什么會出現這些故障以及如何通過適當的設計實踐來避免這些失敗：

　　1.避免中斷信號返回平面

　　在正常情況下，任何電路板很少需要在信號返回或接地層中放置分離，間隙或切口。添加這些中斷可能會導致比解決方案更多的問題。這些問題中主要的是設計控制低頻電流流動所需的時間和精力。

　　如果您絕對相信您的電路板確實需要在信號返回平面中進行分離，間隙或切割以防止低頻耦合問題，請尋求其他幫助或建議。專家可以檢查您的工作，提出建議并幫助您提出解決方案，幫助您有效地彌補差距。重要的是要記住，對于其他設計有效的方法在您的設計中可能不會起作用。

　　2.不要在連接器之間放置高速電路

　　太多的設計師忽略了這個簡單的規則。繞過這個細節會導致設計膨脹，需要屏蔽和過濾。

　　連接器在印刷電路板（PCB）上的放置至關重要，因為連接到這些連接器的電纜作為非常有效的天線，特別是在低于2到300MHz的頻率下，雖然PCB跡線也可以充當天線，但是它們的效果相對于這些頻率處的波長往往是電小的。這使得PCB走線相對低效的散熱器，電纜長度通常更接近這些頻率下的佳波長，使其成為更有效的輻射器。

　　通常，這不是問題-當這些連接器沿著板的單個邊緣布置時，它們之間的電壓相對較小。然而，當高速電路位于連接器之間時，可能產生較高的電位差，從而在電纜的屏蔽和/或導體上產生RF電流。這反過來導致電纜輻射，可能導致產品超過排放要求。

　　3.確保輔助設備符合要求

　　在排放測試期間，制造商需要使用市售電纜將輔助設備連接到所有I/O端口。這確保了設備內所有端口的使用，展示了設備的全部功能。這通常呈現壞情況，導致設備產生大排放水平。

　　此步驟對于測試過程非常重要，但是不正確的輔助設備可能會導致嚴重的問題。例如，如果您使用不兼容的設備，例如低質量的USB閃存驅動器，則排放測試會產生偏差讀數。這不是因為您的設備-這是因為不合規的輔助設備。由此不合規設備引起的讀數可能會導致您和您的生產團隊對排放問題進行不必要的調查，而這些問題根本就不存在。這不僅會嚴重延遲您的產品發布，而且還可能使您的公司花費數千工時并重新預訂測試實驗室的費用。

　　4.找到合適的LCD顯示器

　　LCD顯示屏可以像任何其他部件一樣影響產品的輻射發射性能。這主要是因為并非所有LCD都以相同的方式制造。即使它們看起來相同，由于設計上的差異，一個LCD可能比另一個制造商發出更多噪聲。

　　處理此問題在很大程度上取決于產品中使用的LCD顯示屏。在大多數情況下，通過訂購樣品，從多個制造商一次測試多個屏幕是一種務實的方法。這樣，測試儀可以預先掃描每個顯示器，以確定小化排放的佳方式。

　　另一方面，對于更大，更昂貴的LCD顯示器，這種做法更不可行，使用自定義LCD顯示器的可能性更小，因為可能需要放入多個自定義訂單。

　　避免此問題的佳方法是從可信賴的制造商處訂購，以便備份其排放等級，此外，通過圍繞屏幕設計來減少排放可以產生積極的結果。例如，如果LCD通過柔性電纜或DIP連接器連接到設備的其余部分，則在設計中添加信號濾波器可能同樣有效。

　　5.準備ESD測試

　　靜電放電測試，也稱為ESD測試，是一般CE測試的重要要求，此測試過程會檢查您的產品在遇到強力靜電放電時的行為方式，該過程通常涉及將2至8kV的ESD脈沖施加到產品的暴露金屬表面（接觸放電）以及絕緣表面（空氣放電）。ESD測試可能會對產品造成嚴重損壞。

　　為了提高產品的性能并避免ESD測試造成的損害，設計人員可以采取以下幾種措施：

　　a、精確定位ESD測試位置

　　這些是可以在不使用特殊設備或拆卸產品的情況下觸摸的設備區域。外殼上的探索性測試是該過程的一部分，其中測試儀接觸產品底盤的所有外部部分。如果機箱不導電，其他常見測試點包括連接器，螺釘頭，鍵盤和按鈕，機箱接縫，顯示器以及內部PCB和組件靠近機箱的區域。

　　b、確定ESD測試級別

　　通常，放電以逐漸增加的電壓水平施加，從兩千伏到四千伏用于接觸放電，以及從兩千伏到八千伏用于空氣放電。這些級別可能因您的產品和預期的安裝環境而異。請咨詢您的測試實驗室或參考產品的適用標準，以確定適用于您的產品的測試級別。

　　c、選擇合適的抑制器

　　查找電路板的ESD保護，請記住，此保護必須適合應用于產品的測試級別。火花隙，電阻器，電容器，壓敏電阻和TVS二極管都是用于此目的的良好抑制器，但它們必須適合您的產品，而不會產生問題。

　　d、將抑制器應用于適當的位置

　　一旦有了保護組件，請務必將它們放置在盡可能靠近問題區域的位置。這小化了由放電位置和抑制器之間的任何布線引起的串聯電感。

　　e、想想放電路徑

　　仔細考慮應用ESD的放電路徑。在許多設計中，出于安全原因，底盤接地與主板接地分離。一種常見的方法是將電路板接地的機箱接地回到主電源輸入端。這允許任何放電消散而不影響電路的其余部分。

　　6.管理信號轉換時間

　　較低諧波頻率的良好數字信號的幅度比高次諧波大得多，減慢數字信號的轉換時間可以進一步減少這些高次諧波。但是，過多地增加轉換時間會開始降低信號完整性，尋找“適合點”是關鍵。

　　控制上升和下降時間的三種常用方法包括：

　　a、使用邏輯系列控制擺率

　　這通常是應用程序有效的選擇，尤其是匹配終端。

　　b、將電阻器或鐵氧體與器件的輸出串聯

　　控制電路的上升時間為設計人員提供了更多控制，同時通常比所列出的其他選項的成本更低。鐵氧體同樣有效但成本更高。

　　c、將電容器與器件的輸出并聯

　　電容器可以增加源設備拉動的高頻電流量。這通常是轉換時間控制不實用的選擇，但它在某些情況下有效。

　　7.小化循環區域

　　電板設計中簡單，常見的錯誤之一是增加了與高頻電流相關的環路區域。這通常是設計師監督的結果，特別是如果設計師不知道電流流向何處。

　　為避免此問題，電路設計人員應了解以下內容：

　　信號電流總是返回其源頭。因此，當前路徑始終是循環。

　　信號電流采用阻抗小的路徑。對于高頻電流，這往往是電感小的路徑。對于較低頻率的電流，這是阻力小的路徑。

　　8.降低電纜上的RF噪聲

　　電纜容易發出RF噪聲，這會增加產品的總體排放，導致產品無法通過輻射測試。

　　如果您完成的設計似乎存在輻射發射問題，那么您應該首先嘗試找出問題，即盡可能多地分離電纜，如果發射消失，您就會知道噪聲是從其中一根分離的電纜輻射出來的。通過逐個重新連接電纜直到問題發射重新出現，使用簡單的消除過程。在某些情況下，多根電纜可能是問題的根源，使得識別和處理問題電纜變得更加困難。

　　雖然人們應該記住這些步驟，以便在這些問題發生后緩解這些問題，但好在設計階段盡可能減少任何意外的RF能量。設計人員通過小化信號轉換速率來實現這一點，如前面第6項中所述。

　　有數百種方法可以減輕這些信號對排放的影響，但可以通過一些簡單的設計實踐來預防這些影響。這些設計實踐中的個涉及在電源和靜態I/O信號中添加內嵌鐵氧體磁珠，或者只需將0歐姆電阻器作為占位符放置在未來可能需要鐵氧體磁珠的區域。這些直列式磁珠可用作噪聲抑制磁珠，專門設計用于吸收射頻能量并將其轉換為熱量。這些建議中的第二個涉及在連接器處提供足夠的電源去耦。

　　9.選擇正確的電源適配器

　　嘈雜的電源或電源轉換器會給您的設備帶來很大的噪音，對測試期間設備的排放性能產生負面影響。因此，選擇適合您設備排放等級的電源適配器非常重要。

　　排放等級基本上是描述設備預期用途的等級，例如，A類設備設計用于商業，工業和商業環境，而B類設備可用于這些區域以及住宅區域，在這兩類中，B要求比A類要求嚴格得多，對排放水平的限制要低得多。這種需求差異意味著了解您的設備類并找到合適的電源非常重要。

　　除此要求外，您還應考慮：

　　適應電源適配器，電源適配器通常使用直流電阻負載進行測試，這與動態負載有根本的不同，這意味著當連接到具有更寬電流供應頻譜的動態負載時，適配器的發射特性可能不同。電流特性的這種差異可能導致比宣傳的更多的排放。為了大限度地減少這種差異的影響，您可能需要專門設計電源電路以處理更寬的電流供應范圍。

　　選擇更好的適配器，許多制造商在合規性測試方面都不會說實話，在質量較差（或價格較低）的制造商中比較常見，因為它會降低其利潤并大化其利潤。出于這個原因，將一點點時間和金錢投入到值得信賴的制造商的質量適配器中并沒有什么壞處。

　　要求制造商提供測試報告，仔細檢查您購買的設備絕對不會受到影響，特別是如果它來自新的制造商，許多制造商將提供測試報告以支持他們對其設備的聲明。

　　10.使用屏蔽過敏電路

　　EMC抗擾度測試可能會干擾敏感的模擬電路，這就是為什么要用良好接地的導電屏蔽保護它們的原因，射頻場中的能量會引起小電流，這會干擾電路的運行，尤其是傳感器和其他更敏感的部件。

　　通過在這些敏感部件周圍添加導電屏蔽，可以在CE測試期間避免大部分這些負面影響。

　　11.在EMC中找到值得信賴的專家

　　超過一半的消費產品未通過EMC合規性測試，這就是為什么內部測試可能成為制造過程中如此重要的一部分，預先合規性測試不僅可以讓您的公司在正式測試之前識別合規性問題并進行糾正，而且還可以通過消除多次測試，重新安排費用和人工成本的需要來節省資金。