如何解决电磁兼容性 (EMC)

如何解决电磁兼容性 (EMC) – 第 2 部分

电磁兼容性 (EMC) 是一个复杂的领域，必须满足不同的标准，具体取决于您的产品所在的细分市场。正如第 1 部分提到的，从项目的第一天起就必须考虑 EMC，并在整个开发周期中保持定期讨论。但是，如果没有配备齐全的 EMC 实验室，您能做些什么来准备呢？

使用低成本探头探索电路中的磁场

磁场或 H 场可以使用由半刚性同轴电缆制成的 EMC 探头和非屏蔽低成本射频放大器进行探索。将半刚性同轴电缆形成一个 2 – 3 厘米（约 1 英寸）的环路，将芯线和屏蔽层焊接到自身上。然后，在环路中心移除一个小的屏蔽部分。连接到 RF 放大器后，探头可与设置为从大约 30 MHz 开始扫描的频谱分析仪结合使用。测试的上限通常为 1 GHz，但您必须在设备的限制范围内工作。

如果手边没有频谱分析仪，也可以使用具有FFT功能的示波器进行频率分析。这种类型的测试与定量结果无关——它更多的是探索排放峰值及其在频谱中的位置。通常，峰值可以追溯到板上信号的谐波，例如数据通信（例如 SPI、I2C）、微控制器的晶体振荡器以及来自功率器件的开关信号。

使用低成本探头检查电路中的电场

可以采用类似的方法来检查电路中的电场。同样，可以使用一根半刚性同轴电缆。许多此类电缆已经安装了连接器，因此这使得构造和使用更加直接。然后移除一小段屏蔽层和电介质，留下一小段暴露在外的中心导体。

该探头本质上是一个单极天线，可用于对电路进行近场分析。使其垂直于走线或电缆，可以探索可能的问题并进行故障排除。同样，与 H 场探头一样，此方法提供定性数据，因此请确保每次都将探头放在同一位置以获得可比较的结果，以了解变化的影响。

ESD 和传导抗扰度

辐射发射所需的设备可能非常昂贵，但进行其余 EMC 测试的预一致性所需的设备要便宜得多。对于传导发射，可以廉价获得使用过的线路阻抗稳定网络 (LISN)。结合频谱分析仪或示波器的 FFT，可以快速发现任何潜在问题，让您在提交产品进行测试之前高枕无忧。

ESD 发生器的构造也很简单，因为电路在 IEC 61000-4-2:2008 中提供，但它需要可变高压电源，这是大多数人没有的东西。 ESD 工具的另一个关键方面是放电尖端的形状和尺寸。幸运的是，同一标准也提供了这方面的指导。如果发现问题，可以使用上述 H 场探头追踪 ESD 脉冲的应用。一旦确定了 ESD 电流的主要路径，就可以进行更改以缓解该问题。

在测试实验室进行 EMC 合规性测试

正如在第 1 部分中强调的那样，大约一半的产品未能通过测试实验室的首次 EMC 合规性测试。如果您和您的团队不熟悉 EMC 测试，或者您是第一次使用新技术，例如开关电源转换器，那么值得尽早联系您计划使用的 EMC 测试中心。他们的专家将能够提供建议，并可能会在设计审查期间提供支持。这将在测试期间节省宝贵的时间，并大大减少 PCB 返工所需的费用。

到了考试日，需要准备的东西很多。虽然您的应用程序的功能可能定义明确且清晰，但实验室将希望将被测单元置于能够最大程度发挥其作用的模式中。这可能需要用于测试目的的专用固件版本。确保所有接口、执行器和无线功能都可以同时处于运行状态，以提供最坏情况下的运行场景。此外，确保清楚地记录了单元操作和固件更新过程。理想情况下，保持用于测试目的的设置尽可能简单。

不要忘记，您的设备需要使用完整操作所需的所有辅助元素进行测试。这包括电源、外部驱动器或存储卡、电缆和插入式卡。但是，您的团队应该确保这些外围设备本身完全符合 EMC 标准。为了安全起见，提供两个或三个替代设备，尤其是电源，因为如果进行浪涌测试，这些设备可能会损坏。如果需要，执行器和类似物可以用假负载代替。

许多 EMC 合规性需要良好的设计实践和对物理定律的理解。大多数问题只需要简单的纠正，但您的团队离项目完成越近，成本就越高。随着二手设备的可用性，可以相对便宜地构建一个预合规实验室，但您需要在这与它的使用量之间取得平衡。可以肯定的是，从实验室或咨询工程师那里获得帮助是一个绝妙的主意。随着内部 EMC 能力的提高，吸取的经验教训可以应用到未来的项目中。

要阅读这个由两部分组成的博客的第一部分，请单击此处：www.tracopower.com/ch/node/245