1、1、整改阶段，此阶段是产品 EMC 设计的初步阶段,及在产品第一论开始设计时，并没有考虑 EMC 方面的问题，等到产品功能调试完成，样子出来后进行 EMC 测试时，才发现 EMC问题的存在，于是通过采用各种临时措施使产品通过 EMC 测试。用这种方法即使使产品最终达到标准规定的 EMC 要求，常常也会因要进行较大的改动，导致较高的成本。如果是因为屏蔽问题往往会涉及结构模具改动，如果因为接口滤波问题就会对产品原理图进行改动，同时导致 PCB 的重新设计，还有可能会因为系统接地问题，那就会对整个产品系统重新做调整，重新设计。深圳有一家著名的仪器企业某款产品由于电磁兼容问题整改导致产品延迟海外上市一
2、年，同时研发费用增加五十万元人民币！这种通过研发后期测试发现问题然后再对产品进行的测试修补的方法，往往会导致企业产品不能及时取得认证而上市。它是目前很多走向国际市场公司研发部门所面临的困惑。整改的概念与企业产品开发流程也不符合。2、技术设计阶段。这个阶段，企业一般已经有了一定 EMC 的技术，并有时还会有专职的EMC 工程师负责 EMC 工作，与其它开发人员一起在产品功能设计的同时，考虑 EMC 问题，如产品设计时会考虑滤波，屏蔽，接地等。企业的产品工程师还会通过短期的培训以掌握EMC 设计的基本方法，甚至有些企业会将 EMC 设计与产品开发的流程结合在一起。能从设计流程的早期阶段就导入一定的
3、 EMC 设计策略,从产品设计源头考虑 EMC 问题，这于整改阶段使用后期整改的方法来解决产品所有的 EMC 问题已经有了很大的进步，不但减少许多不必要的人力及研发成本，缩短产品上市周期。 但是，处于这个阶段的 EMC 设计方法，也有很多局限性，具体表现在：a. 参与 EMC 设计人员掌握了一些 EMC 设计原理和理论知识，如，他们懂得如何设计滤波器、如何设计屏蔽，如何进行 PCB 布线布线，如何防止串扰等等，但是他们往往缺乏结合产品系统的特点，从产品系统结构构架上来考虑 EMC 问题。b. 设计过程中没有引入风险的意思，也没有风险评估手段，因此不能预测后期会产生后果，并有量的把握。c. 设计
4、太理论化，而且各个部分的设计相对分散。如，各个 EMC 性能非常好的模块组合在一起不一定是一个 EMC 性能很好的系统。d. 没有方法论的指导，因此，对于一些可以从多方面可以解释的设计，很容易引起争论。其实，这阶段还是属于技术应用的混浊状态，纵然设计人员已经掌握了“技术” ，但是还不能将其转化为简单可行的“方法 ”，因此也很难实现一些仿真。目前大多数企业（而且是国内 EMC 技术比较领先或投入比较多的企业）都处在这个状态中。3、方法论阶段，将 1，2 阶段的整改和设计技术上升为一种方法论，通过此方法论可以很好的，系统的指导产品的设计。可以运用这个方法论输出详细、系统的分析报告，分析有利有节。不
5、但有充分的理论依据还紧密与产品的特点结合在一起。如果说上一阶段的 EMC设计是从技术本身出发的，那么这个阶段强调产品的本身，并实现技术与产品紧密结合。本书所述的“产品 EMC 设计风险评估法”EMC 设计技术发展到这个阶段的产物，它看上去似乎脱离的 EMC 技术本身，实质上与 EMC 技术是密不可分的，方法论也是建立在各种“零散”技术的基础上的。4、仿真阶段。设计人员要很好的运用仿真软件，建立一种符合产品实际情况的模型为产品设计服务，就要用方法论。方法论是仿真的基础和前提条件。它是产品 EMC 设计技术发展的最高阶段，仿真软件实现了方法论的电脑辅助自动化设计，大大减轻人工的投入，这是EMC 设
6、计技术的最高境界。前言电磁干扰的观念与防制在国内已逐渐受到重视。虽然目前国内并无严格管制电子产品的电磁干扰（EMI ） 但由于欧美各国多已实施电磁干扰的要求加上数字产品的普遍使用 对电磁干扰的要求已是刻不容缓的事情。笔者由于啊作的关系经常遇到许多产品已完成成品设计因无法通过 EMI 测试而使设计工程师花费许多时间和精力投入 EMI 的修改由于属于事后的补救往往投入许多时间与金钱 甚而影响了产品上市的时机2.正确的诊断要解决产品上的 EMI 问题若能在产品设计之初便加以考虑则可以节省事后再投入许多时间与金钱。由于目前 EMI Design-in 的观念并不是十分普遍而且由于事先的规划并不能保证其
7、成品可以完全符合电磁干扰的测试在所以如何正确的诊断 EMI 问题对于设计工程师及EMI 工程师是非常重要的。事实上我们如果把 EMI 当做一种疾病当然平时的预防保养是很重要的 而一旦有疾病则正确的诊断才能得到快速的痊愈 没有正确的诊断找不到病症的源头往往事倍功半而拖延费时。故在 EMI 的问题上常常看到一个 EMI 有问题的产品由于未能找到造成 EMI 问题的关键花了许多时间下了许多对策却始终无法解决 其中亦不乏专业的 EMI 工程师。以往谈到EMI 往往强调对策方法甚而视许多对策秘决或绝招然而没有正确的诊断 而在产品上加了一大堆 EMI 抑制组件 其结果往往只会使 EMI 情况更糟。笔者起初
8、接触产品 EMI 对策修改时 会听到资深 EMI 工程师说把所有 EMI 对策拿掉 就可以通过测试。初听以为是句玩笑话如今回想这是很宝贵的经验谈。而后亦听到许多 EMI 工程师谈到类似的经验。本文中将举出实际的例子让读者更加了解 EMI 的对策观念。一般提到如何解决 EMI 问题 大多说是 case by case,当然从对策上而言 每一个产品的特性及电路板布线（layout)情况不同故无法用几套方法而解决所有 EMI 的问题但是长久以来我们一直想要把处理 EMI 问题并做适当的对策 另外也提供专业的 EMI 工程师一种参考方法。在此我们把电磁干扰与对策的一些心得经验整理希望能对读者有些帮助。
9、3.EMI 初步诊断步骤我们提出一套 EMI 诊断上的参考骤希望用有系统的方式快速的找出 EMI 的问题。我们并不准备探讨一些理论计算或公式推演将从实务上说明。当一个产品无法通过 EMI 测试 首先就要有一个观念找出无法通过的问题点 此时千万不能有主观的念头要在那些地方下对策。常常有许多有经验的 EMI 工程师由于修改过许多相关产品对于产品可能造成 EMI 问题的地方也非常了解而习惯直接就下药方 当然一般皆可能非常有效但是偶而也会遇到很难修改下来 最后发现问题的关键都是起行认为不可能的地方 之所以会种疏失就是由于太主观了。因此 不论产品特性熟不熟 我们都要逐一再确认一次甚而多次确认。这是因为造
10、成 EMI 的问题往往是错综复杂并非单一点所造成。故反复的做确认及诊断是非常重要的。我们将初步的诊断步骤详列于下并加以说明其关键点 这些步骤看来似乎非常平凡简单 不像介绍对策方法各种理论秘籍绝招层出不穷变化奥妙。其实 许多资深 EMI 工程师在其对策处理时大部份的时间都在重复这些步骤与判断。笔者要再次强调 只有真正找到造成 EMI 问题的关键才是解决 EMI 的最佳途径若仅凭理论推测或经验判断 有时反而会花费更多的时间和精力。步骤一将桌子转到待测（EUT ）最大发射的位置 初步诊断可能的原因并关掉 EUT 电源加以确认。（说明）由于 EMI 测试上 EUT 必须转 360 度而天线由 1m 到
11、 4m 变化 其目的是要记录辐射最大的情况。同样地当我们发现无法通过测试时 首先我们先将天线位置移到噪声接收最大高度 然后将桌子转到最差角度此时我们知道在 EUT 面对天线的这一面辐射最强故可以初步推测可能的原因如此处屏蔽不佳或靠近辐射源或有电线电缆经过等。另外须注意的是要关掉 EUT 的电源 看噪声是否存在以确定噪声确实是由 EUT 所产生。曾见测试 Monitor 一直无法解决某一点的干扰结果其噪声是由 PC 所造成而非 Monitor 的问题亦有在 OPEN SITE 测试 Monitor 发现某几点无法通过由测试接收仪器的声音判断应是Monitor 产生 结果关掉电源发现噪声依然存在
12、所以关掉 EUT 电源的步骤是必须的而且通常容易被忽略。步骤二 将连接 EUT 的周边电缆逐一取下 看干扰的噪声是否降低或消失。（说明）若取下某一电缆而干扰的频率减小或甚而消失则可知此电缆已成为天线将机板内的噪声辐射出来。事实上仔细分析造成 EMI 的关键我们可以用一个很简单的模式来表示。任何 EMI 的 Source 必须要有天线的存在才能产生辐射的情形 若仅单独存在噪声源而没有天线的条件此辐射量是很小的 若将其连接到天线则由于天线效应便把能量辐射到空间。所以 EMI 的对策除了针对噪声源（Source)做处理外 最重要的查破坏产生辐射的条件-天线。以往我们最常看到谈 EMI 对策离不开屏蔽
13、（Shielding), 滤波（Filter), 接地（Grounding)对于接地往往一块电路板多已固定而无法再做处理 因为这一部份在电路板布线（ Layout)时就须仔细考虑若板子已完成则此时可变动的空间就非常小 一般方式仅能找出噪声小的接地处用较粗的地线连接减低共模（ Common mode)噪声。屏蔽所牵涉的材质与花费亦甚高滤波的方式则是常可见 Bead 电感等往往用了一大堆亦不甚见效 何以如此许多时候是我们没有解决其辐射的天线效应。一般而言噪声的能量并不会因加一些对策组件便消失 也就是能量不减 我们所要做的工作是如何避免噪声辐射到空间（辐射测试）或由电源传出（传导测试）。在此我们整理
14、了产生辐射常见的几种情形供读者参考。（1）机器外部连接之电缆成为辐射天线由于机器本身外部所连接的电缆成为天线效应 将噪声辐射到空间此时噪声的大小和电缆的长度有关因电缆的天线效应相对于噪声半波长时共振情形会最大 也往往是造成 EMI 无法通过测试。在解决这个问题前必须要做一些判断否则很容易疏忽而浪费时间。（a）噪声是由机器内部电路板或接地所产生此情形为将电缆取下或加一 Core 则噪声减低或消失。此时必须做的一个步骤是将线靠近机器（不须直接连接）看噪声是否会存在若噪声并没有升高 则可确实判定由机器内部产生若将电缆靠近而干扰噪声马上升高由此时请参考（b）的说明。（b）噪声是由机器内部耦合到电缆线上
15、而使电缆成为辐射天线。这一点是许多测试工程师容易忽略的。此情形如（a）中所提到的 只要将一条电缆靠近则可从频谱上看到噪声立刻升高此表示噪声已不单纯是由线上所辐射出 而是机器本身的噪声能量相当大一旦有天线靠近则立刻会耦合至天线而辐射出来。在实际测试中 我们发现许多通讯产品有这类情形发生此时若单纯用 Core 或 Bead 去处理并不能真正的解决问题。（2）机器内部的引线连接线成为辐射天线由于许多产品内部常有一些电线彼此连接工作厅 当这些线靠近噪声源很容易成为天线将噪声辐射出去。针对此点的判断在 200MHz 以下之噪声我们可以在线上加一 Core 来判断噪声是否减低而对于 200MHz 以上之高
16、频噪声我们可以将线的位置做前后左右的移动看噪声是否会增大或减小。（3）电路板上的布线成为辐射天线由于走线太长或靠近噪声源而本身被耦合成为发射天线此种情形当外部电缆都取下而仅剩电路板时在频谱仪上可看见噪声依然存在 此时可用探棒测量电路板噪声最强的地方 找到辐射的问题加以解决。关于探测的工具及方法将于后详细说明。（4）电路 板上的组件成为辐射来源由于所使用的 IC 或 CPU 本身在运作时产生很大的辐射 使得 EMI 测试无法通过卵石种情往往在经过（1）（2 ）（3）的分析后噪声依然存在通常解决的方法不外换一个类似的组件看 EMI 特性是否会好一些。另外就是电路板重新布线时将其摆放于影响最小的位置
17、 也就是附近没有 I/O Port 及连接线等经过当然若情况允许将整个组件用金属外壳包覆（Shielding)也是一种快速有效的方法。由以上的分析介绍我们可以了解造成电磁干扰辐射最关键的地方就是电线的问题 当有了适当的天线条件存在很容易就产生干扰另外电源线往往亦是造成天线效应的主因 这是在许EMI 对策中最容易疏忽的。 步骤三电源线无法移去可在其上夹 Core 或水平垂直摆动 看噪声是否有减小或变化。若产品有电池设备则可取下电源线判断如 Notebook PC 等。（说明）如前所述电源线往往是会成为辐射天线 尤其是 Desktop PC 类产品 往往 300MHz 以上的噪声会由空间耦合到电源
18、线上所以判断产品的电源线是否受到感染是必须的步骤。由于噪声频带的影响对 200MHz 以下可用加 Core 的方式（可一次多加数个）判断对于 200MHz 以上的噪声由于此时 Core 的作用不大可将电源线水平摆放和垂直摆放看干扰噪声是否有差别若水平和垂直有很明显的差别 则可一边摆动电源线一边看频谱仪（ Spectrum)上噪声之大小有否变化如此便可知道电源线有否干扰。至于若发现电源线会产生辐射时如何解决一般皆不好处理 通常先想办法使机器内的噪声减小以避免电源线的二次辐射而使用 Shielded 线一般对辐射的影响并不大 故换一条不同长度的电源线有时也会有很好的效果。由这一点我们可知道除了要使
19、可册产生辐射噪声的组件远离 I/O Port 外 其也须尽量远离电源线及 Switching power supply 的板子 以免耦合到电源线上使得辐射及传导皆无法通过测试。步骤四检查电缆接头端的接地螺丝是否旋紧及外端接地是否良好。（说明）依前三项方式大略找了一下问题后我们必须再做一些检查 因为透过这些检查也许不须做任何修改便可通过 EMI 测试。例如检查电缆端的螺丝是否锁紧有时将松掉的螺丝上紧 可加强电缆线的屏蔽效果。另外可检查看看机器外接的 Connector 的接地是否良好若外壳为金属而有喷漆则可考虑将 Connector 处的喷漆刮掉 使其接地效果较佳。另外若使用 Shielded的
20、电缆线必须检查接头端处外覆的金属纲是否和其铁盖密合 许多不佳的屏蔽线（RS232 ）多因线接头的外覆屏蔽金属纲未册和连接端的地密合以致无法充份达到屏蔽的效果。 各种接头如 Keyboard 及 Power supply 常常由于接头的插头与机器上的插座间的密合度不好影响了干扰噪声的辐射。检查的方式可将接头拔掉看噪声是否减小 减小表示两种册可一为线上本身辐射干扰另一为接头间接触不好 此时插上接头 用手销微将接头端左右摇动看噪声是否会减小或消失若会减小可将 Keyboard 或 Power supply 的连接头用铜箔胶带贴一圈以增加其和机器接头的密合度 这一点也是实测上很容易被疏忽 而会误判机器的 EMI 为何每次测时好时坏或花许多时间在其它的对策上面 .
