EMC基础知识讲解解析

EMC基础
目的
主要是给公司的同事们简单介绍下EMC相关 的知识。
目 录
一、EMC
基础知识 二、EMC 常见测试项目简介 三、EMC 测试标准及相关组织简介
一、EMC基础知识 1、EMC是什么 我们生活中的电磁环境
EMC（ Electromagnetic Compatibility ）定义：
二、EMC常见测试项目简介
EMI-RE（辐射连续骚扰） 1、检验设备通过机壳和各个端口对空间的其它设备的发射干 扰情况是否合格。 若某个频段超标，就很有可能会干扰到在它附近工作在这个频 段的其他设备,进而使其无法正常工作。 2、常见测量频率范围：30MHz-1GHz ，（灯具、微波炉类产 品对9KHz-30MHz的磁场干扰也作了要求）1GHz以上，不同 国家有不同的测试范围要求。 3、测试方法： 通过接收天线测量EUT空间发射传播的电场干 扰能量在距离3/5/10m处的最大场强值。 4、测试场地：半电波暗室或开阔场。 注：测量时除非特别规定否则一般以在设备满负载、满负荷工作 状态进行测量，以获得设备对周围其他设备或人体的最大干扰 情况。

EMI-Harmonics(谐波电流)
1、测量EUT在工作时向电网注入的谐波强度。 谐波的来源：设备的输入电压为正弦波（50Hz或 者60Hz），当该电压的输入负载为非线性电路 时，将会使得输入电流发生畸变，即使得输入电 流不为正弦波，进而产生谐波（指的是那些频率 为供电系统额定频率整数倍的正弦电压或正弦电 流。例如基频为50Hz的交流电，其二次谐波为 100Hz的交流电，三次谐波为150Hz），这些谐 波电流将会降低设备电源的使用效率，并且会倒 灌至电网，对电网产生污染。 注：当受试设备功率小于75W时不需要进行谐波 测试

EMI-CE（传导连续骚扰） 1、测量被试设备在工作时产生的干扰信号，通过电源 线或者通信信号线（通信端指的是针对接到公网的端 口，如网口才有CE测试要求,对于接终端的信号端口 如音视频端口则无CE要求 )对其他的设备的干扰是否 合格。 2、常见测量频率范围：150kHz-30MHz，灯具类CE对 9KHz-150KHz也作了要求。 3、测量方法：在设备的电源线与电网之间插入一台人 工电源网络（LISN），其作用是在测试时提供规定的 阻抗，并把被测电路和电网上的背景噪声隔离开来， 以排除外界因素的影响，进而将干扰电压耦合进接收 机。 4、测量场地：屏蔽室

EMS性能判据
当电子产品由于受到电磁骚扰影响而性能下 降时，其性能判据可分为四级： A级：电子产品工作完全正常； B 级：电子产品的功能或指标出现非期望偏离 ，但当电磁骚扰去除后可行自恢复； C 级：电子产品的功能或指标出现非期望偏离 ，电磁骚去除后不能自行恢复，必须依靠操 作人员的介入，方可恢复，但不包括硬件维 修和软件重装; D级：电子产品元器件损坏，数据丢失，软件 故障等。
干扰和抗干扰成为一个日益突出的问题
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•市场准入的需要
全球各地区基本都设置了相应的市场准入认证用以保护本地区的电磁环境 和本土产品的竞争优势。如：北美的FCC、欧盟的CE认证、日本的VCCI 认证、中国的3C认证等都是进入这些市场的“通行证”。而要获得这些认 证就必须让产品通过相应的EMC测试。

总的说来是为了提高产品的市场竞争力，保证对产品自身和人体或其他设备不 产生危害。
3、EMC测试项目


EMC=EMI+EMS
EMI测试项目 1、辐射连续骚扰-- RE（Radiated Emission） 2、传导连续骚扰-- CE（Conducted Emission）
3、电流谐波 -- Harmonic

EMS-RS（辐射抗扰度）
1、主要是考量受试设备对周围辐射的抵抗能力。 2、常见测量范围：80-1000MHz 3、测试方法：根据产品类别和试验等级的要求 对受试设备的六个面施加相应大小的场强干扰， 在测试过程中和测试完成后检测受试设备是否 产生功能性故障。 4、测量场地：全电波暗室
EMS-EFT(电快速脉冲群)
4、电压闪烁 -- Flicker 5、骚扰功率—DP
EMS测试项目 1、静电放电抗扰度（ESD）-- Electrostatic Discharge Immunity

2、射频场感应的传导骚扰抗扰度（CS） -- Immunity to Conducted Disturbances, Induced by Radio-Frequency Fields 3、射频电磁场辐射抗扰度（RS）-- Radiated, Radio-Frequency, Electromagnetic Field Immunity
1、模拟电网中的设备开关在切换电感性负载时 所产生的干扰对受试设备的影响。 干扰来源：在继电器，接触器等器件切换时，会 在电路中产生一个具有上升时间短，重复频率 高，能量较低的特点的干扰信号，这个信号可 能导致设备的性能下降，甚至是损坏。 2、测试范围：电源端、信号端。 3、测试方法：试验时发生器将脉冲信号叠加在 电源线（通过耦合/去耦网络）或通信线路（通 过电容耦合夹），对设备形成干扰。 4、测试场地：屏蔽室
2、测量范围：分为两个方面的测试。电压波动 幅值、电压闪烁程度。 3、测量方法：将被测设备的电源端接于谐波测 试系统EUT端口，按照受试设备的产品类型，确 定测试的周期。 4、测量场地
EMI-DP（骚扰功率） 1、一般认为，家用电器产品、声频功率放大器、音/视 盘机、录音机等设备，它们30MHz以上的辐射发射主 要是通过与其相连的电源线和其他连接线向外辐射的。 2、测量范围：30-300M （日本做灯具的认证时只要求DP和CE，不要求空间辐 射） 2、测量方法：考虑到连接线的天线辐射效应——一般 在半波长处辐射最大，30MHz对应的半波长5m，所 以测试时一般是将被测设备的电源线用同质线缆延长 至5m以上，再考虑到功率吸收钳（及起滤波作用的 辅助吸收钳）的长度大约1m，则总长度大约为6m。 3、测量场地

EMS-ESD（静电放电） 1、该模拟人或物体在接触设备时所引起的放电（直接 放电），以及人或物体对设备邻近物体的放电（间接 放电）时对设备工作造成的影响。带静电的物体进行 放电时会产生放电电流，这个放电电流会产生短暂的 强度很大的电磁场。放电时产生短暂的放电电流和相 应的电磁场可能引起电气、电子设备的电路发生故障， 甚至损坏。静电放电试验的目的就是检验电气、电子 设备在遭受这类静电放电骚扰时的性能。 2、试验范围：受试设备的金属外壳和正常使用中可接 触的位置。 3、试验方法：直接放电（接触放电，空气放电）间接 放电（对水平耦合板和垂直耦合板进行放电） 4、试验场地：屏蔽室
EMS-DIPS 1、考核电子设备对电压暂降、短时中断和电压变化的 抗扰度 干扰来源：电网或变电设施由于故障或负荷突然出现 大变化（接入大功率电器）。 2、试验范围：① 电压暂降 >95%降低 0.5个周期 30%降低 25个周期 ② 电压短时中断 >95%降低 250个周期 3、试验方法：通过电压跌落信号发生器来模拟实验的 环境，让EUT在电压突然跌落到运行电压的0%、 30%、40%、70%观察EUT的工作情况，来判定 EUT对电压跌落的抗扰度性能如何。 4、试验场地：屏蔽室

EMS-CS（传导抗扰）
1、检验设备对来自射频场耦合到线缆上的干扰 的抵抗能力。 干扰来源：当空间的电磁波的波长和设备线缆的 长度可以比拟时，电磁波将会耦合在此段线缆 上并产生感应电压/电流，沿着该电缆流进设备 内部，从而对设备的正常工作产生干扰，上述 的设备线缆包含电源线和信号线 。 2、测试范围：0.15-80MHz 3、测试方法：使用射频信号发生器通过CDN或 电流注入钳等设备，将射频电流注入到电缆或 信号线中，以此模拟来自环境射频发射机的干 扰。 4、测试场地：屏蔽室
在同一电磁环境中，一个设备能够不因其 它设备的干扰影响正常工作，同时也不对其它设 备产生影响工作的干扰。 1：设备内部各电路模块之间的相容性。 2：设备与设备、系统与系统之间的相容性。
EMC
电磁兼容
=
EMS
抗电磁干扰
+
EMI
电磁干扰
3：电磁兼容问题的三要素：
（1）干扰源 （2）干扰途径 （3）敏感源 干扰源 干扰源不一定是设备本身，也可能是大自然或者人体本 身。比如说雷电和身体上的静电。
EMS-surge 1、模拟自然雷击或者电网中接入大容性负载时所产生 的脉冲对设备的影响。通过浪涌信号发生器模拟产生 一个尖峰电压，耦合到电源线和数据线上，观察设备 在这么大的感应电压冲击下是否能正常的工作。 干扰来源：设备的使用过程中，在发生雷电时，在电源 线和信号线上可能会产生一个感应的高峰电压，这个 电压可能会导致设备性能下降甚至损坏。 2、测试范围：电源端、信号端 3、测试方法：试验时发生器将浪涌脉冲信号叠加在电 源线（通过耦合/去耦网络）或通信线路（通过CDN 和电容耦合），对设备形成干扰。 4、测试场地：屏蔽室

•产品间稳定工作的需要 保证设备不被诸如静电、辐射电磁场等各种形式的外来干扰影响其正常工 作，保证设备不会对同一电磁环境中的其他设备产生干扰。 •产品内部兼容性的需要 产品内部各单板间是否能够和谐的工作、电源电路是否不会对音视频信号 产生干扰、PCB设计时时钟电路是否会干扰控制电路等等都是产品设计时 需要重点考虑的问题，也是产品基本功能实现的保证问题。
三、EMC 测试标准及相关组织简介
研究EMC标准的主要国际组织

IEC- 国际电工委员会 ITU- 国际电信联盟 ANSI-美国国家标准协会 ETSI- 欧洲电信标准协会 ASTM-美国材料实验协会 IEEE-电子电器工程师协会 CENELEC-欧洲电工技术标准化委员 会
EMS-PFMF（工频磁场）
1、工频磁场试验主要模拟50Hz工频电力线所构 成的磁场（如大型变压设备附近的磁场等）对 设备的影响，对此项试验较敏感的主要是带线 圈的设备如CRT （阴极射线显像管）。 干扰来源：工频磁场是由导体中的工频电流产生 的，或由附近的其他装置（如变压器漏磁通） 所产生。 2、测试范围：对受试设备的X、Y、Z三个面进 行干扰试验。 3、测试方法：试验中的磁场波形为正弦波，采 用的是浸入法，即将受试设备放在感应线圈的 中部进行试验。 4、测试场地：屏蔽室