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电磁兼容（EMC）工程化设计是一个复杂且重要的过程，旨在确保设备或系统在其电磁环境中能够正常运行，同时不对其他设备产生无法忍受的电磁干扰。EMC工程化设计涉及多个方面，主要围绕电磁干扰（EMI）和电磁耐受度（EMS）两个核心概念展开。

电磁干扰（EMI）

电磁干扰是指设备或系统在运行过程中产生的电磁场对其他设备或系统造成的负面影响。这种干扰可能通过传导或辐射的方式传播，影响其他设备的正常运行。在EMC工程化设计中，需要采取一系列措施来降低设备的EMI水平：

1. 合理设计电路结构和布线：避免电磁场在设备内部或外部形成环路，减少电磁辐射。

2. 使用合适的滤波器和瞬态抑制器件：滤除电源线和其他信号线上的高频干扰信号。

3. 采用良好的接地和屏蔽措施：通过接地将电磁干扰引入大地，通过屏蔽减少电磁辐射的泄漏。

电磁耐受度（EMS）

电磁耐受度是指设备或系统对外部电磁干扰的抵抗能力。在复杂的电磁环境中，设备必须具备一定的EMS，以确保其正常运行。在EMC工程化设计中，提高设备的EMS主要包括以下方法：

1. 增强设备的抗扰性能力：采用抗扰性更好的元器件和电路结构，提高设备的稳定性。

2. 采用合适的保护电路和措施：如过压保护、过流保护等，防止外部电磁干扰对设备造成损坏。

3. 提高设备的绝缘性能：确保设备内部电路与外部环境的隔离，减少电磁干扰的影响。

工程化设计要点

1. 明确EMC要求：在设计之初就明确设备的EMC要求，包括EMI和EMS的限值。

2. 选择合适的元器件和材料：选用具有低EMI和高EMS的元器件和材料，降低设计难度。

3. 合理布局和布线：避免电磁干扰的相互耦合和传播，优化设备的电磁环境。

4. 进行EMC仿真和测试：在设计阶段进行EMC仿真，预测设备的EMC性能；在制造阶段进行EMC测试，确保设备的EMC要求得到满足。

电磁波谱的波长和频率分布：

日常中的频率分布以及对应的实物：

从图 中可以看到，我们经常大量接触到的频率范围一般在5GHz以下，这其中包括现在广泛使用的电视和手机等。但是需要注意的是，我们经常听到的2G/3G/4G 手机，这些和频率无关，即4G手机不是使用的 4GHz的频率，手机中所说的 G是指代(Generation)，如下是最直接的一个 iPhone4s 支持的网络类型参数信息。iPhone4s 支持网络类型:3G 网络联通 3G(WCDMA )，联通 2G/移动 2G(GSM),电信3G(CDMA2000)，电信2G(CDMA)，如图 所示。而支持频段:

2G :GSM 850/900/1800/1900 MHz

3G :WCDMA 850/900/1900/2100 MHz

3G :CDMA EVDO 800/1900 MHz

蜂窝和无线网络

。世界电话

。UMTS/HSDPA/HSUPA(850、900、1900、2100 MHz)GSM/EDGE(850、900、1800、1900 MHz)

。CDMA EV-DO Rev.A(800、1900 MHz)3

。802.11b/g/n WLAN 网络(仅适用于 802.1ln 2.4GHz)

Bluetooth 4.0无线技术

EMC:电磁兼容(Electro-Magnetic Compatibility)EMI :电磁干扰(Electro-Magnetic Interference )EMS :电磁耐受度(Electro-Magnetic Susceptibility)FCC:美国联邦通讯委员会(FederalCommunications Commission)

CISPR:国际无线电干扰特别委员会(International Special Committee on Radio

Interference )

CE:欧盟(Conformité Européene 法文的缩写)

CCC:中国强制性产品认证制度(ChinaCompulsory Certifcation)COC:中国质量认证中心(China Quality Certifcation Centre

EN:欧洲标准(European Norm)

IEC:国际电工委员会( International Electrotechnical Commission )ITE:信息技术设备(Information Technology Equipment )

CE:传导发射(Conducted Emission)

RE:辐射发射(RadiationEmission)

CDN:耦合/去耦网络(Coupling Decoupling Network)

电磁兼容，大家更愿意称之为EMC，实际上是一个泛指概念，它包括了EMI(电磁干扰)以及EMS(电磁耐受度)，前者EMI指设备本身对外的干扰不能超过标准的限制，即这是出于对外界产品的保护，产品本身不能够具备强大的(主动攻击)干扰能力。后者EMS指设备能承受一定的外界干扰，主要是电网其他设备等不可抗拒干扰因素，这是从产品自身的角度来考虑，即自卫能力。一个具有EMC良好设计的设备应该具有较低的主动攻击能力，但自卫能很强，这与一般的概念不同，因为这个主动攻击对外界而言是一个不友好的情况，所以这个能力越低越好。

总之，产品的 EMC 要求:用通俗的语言来说:做到“我不犯人，人不能犯我”

EMC由三要素组成，缺一不可，如图所示，所以这也给我们EMC设计提供了一些指导，后面我们会详细介绍。

EMC 环境构成的三要素和电路示意图:

EMC 与EMI

EMC按其针对对象，现在已经被分成了两类，即EMI和EMS。所以回到本章最开始的话，只用 EMI来代替 EMC是很不严谨的说法。EMC分类如图 所示。

EMC分类：

图清楚地表明了EMC测试中包括很多项，而我们一般只关注了其中几项但是真正完整的 EMC报告中，这些项目都是需要测试的。对于电源适配器和LED电源，我们关注的一般在辐射发射、传导发射、谐波电流、ESD、浪涌这几个项目。具体的请参照相应的标准，但这不是本书的重点。

EMC 测试项目列表(部分)：

总结

电磁兼容（EMC）工程化设计是确保设备或系统在其电磁环境中能够正常工作而不对其他设备产生无法忍受的电磁干扰的关键过程。这个过程涉及两个核心概念：电磁干扰（EMI）和电磁耐受度（EMS）。

电磁干扰（EMI）

• 定义：设备或系统在运行过程中产生的电磁场对其他设备或系统造成的负面影响。

• 降低EMI的方法：

• 合理设计电路结构和布线，避免电磁场环路。

• 使用滤波器和瞬态抑制器件，滤除高频干扰信号。

• 采用良好的接地和屏蔽措施，减少电磁辐射泄漏。

电磁耐受度（EMS）

• 定义：设备或系统对外部电磁干扰的抵抗能力。

• 提高EMS的方法：

• 增强设备的抗扰性能力，使用抗扰性更好的元器件和电路结构。

• 采用合适的保护电路和措施，如过压、过流保护。

• 提高设备的绝缘性能，确保内部电路与外部环境的隔离。

工程化设计要点

• 明确EMC要求：在设计之初就明确设备的EMI和EMS限值。

• 选择合适的元器件和材料：选用具有低EMI和高EMS性能的元器件和材料。

• 合理布局和布线：避免电磁干扰的相互耦合和传播。

• 进行EMC仿真和测试：在设计阶段进行仿真预测，在制造阶段进行测试验证。

电磁波谱与日常应用

• 频率分布：日常中接触到的频率范围主要在5GHz以下，包括电视、手机等。

• 手机网络：2G、3G、4G等指代的是网络技术的代数，而非频率。

• 支持频段：手机等设备支持多个频段，如GSM、WCDMA、CDMA EVDO等，每个频段有其特定的频率范围。

标准化与认证

• FCC：美国联邦通讯委员会，负责监管电磁兼容性和无线电频谱使用。

• CISPR：国际无线电干扰特别委员会，制定电磁兼容性国际标准。

• CE：欧盟的合格标志，表示产品符合欧洲安全和电磁兼容性标准。

• CCC：中国强制性产品认证制度，确保产品符合中国的安全和质量标准。

• COC：中国质量认证中心，提供产品认证服务。

• EN：欧洲标准，用于规范产品设计和生产。

• IEC：国际电工委员会，制定全球电工和电子产品的安全、性能和能效标准。

通过遵循这些标准和认证要求，可以确保设备的电磁兼容性，保护用户免受电磁干扰的影响，同时减少对其他设备的干扰。