EMI合規性的歷史

      1938年美國EMC（電磁兼容性）一致性測試歷史上發生了一個關鍵時刻：FCC（聯邦通信委員會）對發射器發射實施了第一套限制。

      1892年觀察到電力線可能會對電報電纜的性能產生負面影響。正是這種觀察帶來了德意志帝國1892年的電報法。隨著這一發展，對于有效的監管和精確的EMC測試設備的需求已經誕生。

      隨著技術的發展以滿足我們在智能電網，智能汽車和智能手機等領域的需求和需求，還必須有先進的相應EMC測試設備，以確保這些智能設備從EMI角度安全使用。

      根據米歇爾·馬爾迪基安（Michel Mardiguian）在他的“ 計算機和基于微處理器的設備中的干擾控制”（第v頁）一書中所說，“等待它是否通過”確實是一種方法。他指出，“應對這種現象[EMI]通常被認為是高度專業化的個人領域，因此在初始設計階段不予考慮;相反，等待結果測試數據”以確定是否通過“ “。

      如果您作為電子設計師或工程師，沒有解決EMI（電磁干擾）問題或者沒有計劃來糾正EMC測試失敗，那么您就處于危險的境地。嘗試對PCB進行創可貼以使其通過EMI測試可能成本高昂，可能既耗時又可能兼顧，或者可能根本不起作用。根據我作為一名執業電氣工程師的個人經驗，許多工程師 - 以及更多的管理人員 - 根本不了解從設計一開始就解決EMI問題的重要性。

      對他們來說，太容易說“讓我們以后再擔心”。這種反應總讓我想起古老的格言：如果你第一次沒有時間做正確的話，你什么時候有時間再做一次。提供增加EMI對策（例如，專用于連接金屬屏蔽盒的焊盤，或提供足夠的電纜長度以添加鐵氧體磁珠，或為EMI墊片材料的安裝提供足夠的區域）可以節省您的時間。

      根據我的經驗，有兩種選擇可供選擇：如果您在最終設計中不使用EMI對策，那么很好 - 您可以減少零件數量和相關成本。但如果你確實需要它們，

小EMI理論
      許多工程師和經理將EMI和EMC相關的問題和理論稱為“黑魔法”，但它根本不是魔術，當然，它可能很復雜，可能需要一些數學技能，但如果你理解這些概念和/或讓合適的人（專家）解決問題，你應該沒問題。

      受害者概念的來源在EMI領域被廣泛接受，當存在EMI問題時，總會有噪聲源和受害者發生故障或問題，另外，為了使噪聲源產生干擾，在源和受害者之間必須存在耦合路徑。

因此，EMI可以在以下一個或多個方面減少：
1.來源：通過去耦，屏蔽或簡單地減少噪聲設計，可以在此級別降低干擾。
2.耦合路徑：如果耦合路徑是輻射，則通過間隔和/或屏蔽可以減少干擾，或者 如果耦合路徑是導電的，則通過使用濾波器可以減小干擾。
3.受害者：通過局部去耦，隔離或屏蔽，或通過重新設計電路/器件，使元件不易受EMI影響，可以減少干擾。

可以以dB（分貝）為單位測量降噪。為了評估使用過濾器或屏蔽的降噪量，我們使用以下表達式：
dB = 20 log10（V OUT / V IN）

例如，將電壓衰減10倍（伏特/伏特的比率 - 無量綱數）的屏蔽裝置可以說屏蔽裝置提供20dB的屏蔽效果。關于分貝值作為比率，參見下面的表1 。
表1.分貝作為比率

以dB值表示的衰減效果可分為以下幾類：
0到10 dB =衰減不良。降低傳導噪聲（或降低EMI場的屏蔽）的濾波器幾乎不會為此付出代價。效果可能很明顯，但不能依賴它來消除EMI問題。
10至30 dB =實現有意義衰減的最小范圍。在溫和的情況下，EMI問題將被消除。
30至60 dB =可以解決平均EMI問題的范圍。
超過60 dB =獲得高于平均值衰減的范圍 - 需要特別關注屏蔽和/或濾波器安裝（表面處理，襯墊和粘接）的質量和質量。保留用于在極端環境中必須以100％可靠性運行或接近100％可靠性的設備。
 

常見的EMI對策
金屬屏蔽盒
這種盒子模仿法拉第小籠子。他們的目的是盡可能地包住所有電噪聲元件。
請參閱我的拆解星期二的圖6和圖9  ：Leeo Wi-Fi一氧化碳和煙霧警報器，用于屏蔽盒的兩個示例。
 
互連
扁平帶狀電纜：將數字信號與接地連接分開是理想的，盡管并不總是可行的。見下面的圖2。

雙絞線：

      差分信號相互扭絞，或者單端信號用返回線絞合。對于差分信號，這種方法對接收到的共模噪聲非常有效，因為差分接收器將抵消這種噪聲。由于在兩根導線中以相反方向傳播的電流將產生彼此平衡的場，因此產生的EMI也減小。

屏蔽雙絞線：

      在理想化差分信號的情況下，屏蔽是不必要的，但在現實生活中，兩條線之間的耦合并不完美，接收機的共模抑制不是無限的。因此，對周圍的屏蔽進一步降低了產生和接收EMI的影響。
通常，非屏蔽電纜用作接收或輻射EMI的天線。通常連接到接地節點的導電屏蔽有助于在EMI對電路產生負面影響之前反射和吸收EMI。

圖3.屏蔽雙絞線
 

      鐵氧體磁珠（也稱為鐵氧體磁芯，或扼流圈），鐵氧體磁珠抑制高頻電信號。當連接到電纜時，它們有助于減輕接收EMI的影響并減少產生的EMI量。鐵氧體磁珠套件（見圖4）可用于EMI測試和故障排除，無論是現場故障排除還是EMC一致性測試實驗室的測試。

圖4.鐵氧體磁珠套件。

最后的盒子設計
理想情況下，最終的外殼應該像法拉第籠一樣; 也就是說，它應該提供連續的導電外殼。然而，這通常是不切實際的，因為外殼需要間隙或訪問端口用于通風，維護，布線和用戶界面組件，例如按鈕和開關。

因此，在設計最終外殼時，應考慮以下項目：

保持開口數量和尺寸最小化。見下面的圖5和6。

圖5.不必要的大型訪問端口。

圖6.更好的設計

用導電網蓋住通風口。電網的細度取決于所涉及的EMI頻率，較高的頻率需要較小的開口。
EMI墊片材料用于密封門，鉸接側面或面板中的間隙。見下面的圖7和8。

圖7. EMI墊片材料

圖8.定制的EMI墊圈

綜上所述
      EMI / EMC不是“黑魔法”，雖然它可能相當復雜，尤其是在高頻系統中，如果您是一名設計工程師并且不了解EMI，請確保您團隊中的某位成員。

      如果沒有人這樣做，請考慮在設計的最初階段聘請EMI顧問，最重要的是，不要忽視EMI并“等待它是否通過”EMC測試 - 這個決定可能會非常昂貴和/或耗費時間。