目錄
第1章 什麼是電磁相容性EMC
1.1 什麼是EMC
1.2 電磁相容設計要求
1.3 電磁幹擾源
1.4 電磁幹擾傳播途徑
1.5 電磁相容的主要研究對象
第2章 提高電磁相容性的措施
2.1 常見措施
2.2 抑制電磁污染
第3章 EMC設計
3.1 電源方面
3.2 信号線方面
3.3 模拟信号方面
3.4 數字信号
3.5 電路設計方面
第4章 雷射器電路的設計注意事項
4.1 電路示意圖
4.2 電磁幹擾EMI
4.3 電磁耐受性EMS（抗幹擾）
4.3 電源部分
第1章 什麼是電磁相容性EMC
1.1 什麼是EMC
EMC（Electro Magnetic Compatibility）
電磁相容（Electro Magnetic Compatibility）各種電氣或電子裝置在電磁環境複雜的共同空間中，以規定的安全系數滿足設計要求的正常工作能力。也稱電磁相容性。
電磁相容性（EMC）是指電子裝置或系統在其電磁環境中符合要求運作并不對其環境中的任何裝置産生無法忍受的電磁幹擾的能力。
EMC包括EMI（電磁幹擾）及EMS（電磁耐受性）兩部分:
一方面（不幹擾别人）：是指裝置在正常運作過程中對所在環境産生的電磁幹擾EMI不能超過一定的限值；
另一方面（不被别人幹擾）：是指器具對所在環境中存在的電磁幹擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性EMS。
電磁相容的研究是随着電子技術逐漸向高頻、高速、高精度、高可靠性、高靈敏度、高密度（小型化、大規模內建化），大功率、小信号運用、複雜化等方面的需要而逐漸發展的。特别是在人造地球衛星、飛彈、計算機、通信裝置和潛艇中大量采用現代電子技術後，使電磁相容問題更加突出。
1.2 電磁相容設計要求
在進行電磁相容設計時要求：
①明确系統的電磁相容名額。電磁相容設計包括本系統能保持正常工作的電磁幹擾環境和本系統幹擾其它系統的允許名額。
②在了解本系統幹擾源、被幹擾對象、幹擾途徑的基礎上，通過理論分析将這些名額逐級配置設定到各分系統、子系統、電路和元件、器件上。
③根據實際情況，采取相應措施抑制幹擾源，消除幹擾途徑，提高電路的抗幹擾能力。
④通過實驗來驗證是否達到了原定的名額要求，如未達到則進一步采取措施，循環多次，直至達到原定名額為止。
1.3 電磁幹擾源
分為自然的和人為的兩種。
自然幹擾源主要包括大氣中發生的各種現象，如雷電、風雪、暴雨、冰雹、沙暴等産生的噪聲。
自然幹擾源還包括來自太陽和外層空間的宇宙噪聲，如太陽噪聲、星際噪聲、銀河噪聲等。
人為幹擾源是多種多樣的，如各種信号發射機、振蕩器、電動機、開關、繼電器、氖燈、熒光燈、發動機點火系統、電鈴、電熱器、電弧焊接機、高速邏輯電路、門電路、可控矽逆變器、氣體整流器、電暈放電、各種工業、科學和醫用高頻裝置、城市噪聲、電氣鐵道引起的噪聲以及由核爆炸産生的核電磁脈沖等。
1.4 電磁幹擾傳播途徑
可分為兩種：
傳導幹擾和輻射幹擾。
沿着導體傳播的幹擾稱為傳導幹擾，其傳播方式有電耦合、磁耦合和電磁耦合。
通過空間以電磁波形式傳播的電磁幹擾稱為輻射幹擾，其傳播方式有近區場感應耦合和遠區場輻射耦台。
此外，傳導幹擾與輻射幹擾還可能同時存在，進而形成複合幹擾。
1.5 電磁相容的主要研究對象
①各種人為噪聲，如輸電線電暈噪聲、汽車噪聲、接觸器自身噪聲及導體開台時放電引起的噪聲、電氣機車噪聲、城市噪聲等。
②共用走廊内各種公用事業裝置（輸電線、通信、鐵路、公路、石油金屬管線等）互相間的影響。
③超高層建築、輸電線、鐵塔等大型建築物引起的反射問題。
④電磁環境對人類及各種生物的作用。其中包括強電線等工頻場，中、短波及微波電磁輻射的影響。
⑤核電磁脈沖的影響。高空核爆炸産生的電磁脈沖能大面積破壞地面上的指揮、控制、通信、計算機及報系統。
⑥探譜（TEMPEST）技術。其實質内容是針對資訊裝置的電磁輻射與資訊洩漏問題，從資訊接收和防護兩方面所開展的一系列研究工作。
⑦電子裝置的誤動作。為了防止誤動作，必須采取措施以提高裝置的抗幹擾能力。
⑧頻譜配置設定與管理。無線電頻譜是一種有限的資源，但不是消耗性的，既要科學地管理，又要充分地利用。
⑨電磁相容與測量。
⑩自然界影響等。
第2章 提高電磁相容性的措施
2.1 常見措施
①使用完善的屏蔽體可防止外部輻射進入本系統，也可防止本系統的幹擾能量向外輻射。
屏蔽體應保持完整性，對必不可少的門、縫、通風孔和電纜孔等須妥善處理，屏蔽體要有可靠的接地。
②設計合理的接地系統，小信号、大信号和産生幹擾的電路盡量分開接地，接地電阻盡可能小。
③使用合适的濾波技術，濾波器的通帶經過合理選擇，盡量減小漏電損耗。
④使用限幅技術，限幅電平應高于工作電平，并且應雙向限幅。
⑤正确選用連接配接電纜和布線方式，必要時可用光纜代替長電纜。
⑥采用平衡差動/分電路、整形電路、積分電路和選通電路等技術。
⑦系統頻率配置設定要恰當。
當一個系統中有多個主頻信号工作時，盡量使各信号頻率避開，甚至避開對方的諧振頻率。
⑧共用走廊的各種裝置，在條件許可時，應保持較大的隔距，以減輕互相之間的影響。
2.2 抑制電磁污染
抑制電磁污染的首要措施是找出污染源；其次是判斷污染侵入的路途，主要有傳導和輻射兩種方式，工作重點是确定幹擾量。
解決電磁相容問題應從産品的開發階段開始，并貫穿于整個産品或系統的開發，生産全過程。
國内外大量的經驗表明，在産品或系統的研制生産過程中越早注意解決電磁相容問題，越可以節約人力與物力。
電磁相容設計的關鍵技術是對電磁幹擾源的研究，從電磁幹擾源處控制其電磁發射是治本的方法。控制幹擾源的發射，除了從電磁幹擾源産生的機理着手降低其産生電磁噪聲的電平外，還需廣泛地應用屏蔽（包括隔離）、濾波和接地技術。
屏蔽：主要運用各種導電材料，制造成各種殼體并與大地連接配接，以切斷通過空間的靜電耦合、感應耦合或交變電磁場耦合形成的電磁噪聲傳播途徑，隔離主要運用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來切斷電磁噪聲以傳導形式的傳播途徑，其特點是将兩部分電路的地線系統分隔開來，切斷通過阻抗進行耦合的可能。
濾波：是在頻域上處理電磁噪聲的技術，為電磁噪聲提供一低阻抗的通路，以達到抑制電磁幹擾的目的。例如，電源濾波器對50Hz的電源頻率呈現高阻抗，而對電磁噪聲頻譜呈現低阻抗。
接地：包括接地、信号接地等。接地體的設計、地線的布置、接地線在各種不同頻率下的阻抗等不僅涉及産品或系統的電氣安全，而且關聯着電磁相容和其測量技術
第3章 EMC設計
由于微電腦的依存度正不斷提高，裝置的大量使用，複雜了我們的電磁環境，是以外來的幹擾如脈沖噪聲、放射電磁場、靜電、雷擊、電壓變動等，所引發的誤動作産生當機甚至破壞的情形，如無線電的通訊、雷達、大哥大、電視遊樂器⋯⋯等，往往幹擾到電視，甚至于造成醫療器材使用中的誤動作，影響到飛航的安全。
國際上對于電子、電器、工業裝置産品的抗擾性測試日漸重視，且趨向整合以IEC（InternationalElectrotechnicalCommission）國際規格為測試标準，歐洲共同體率先制定EMC防治法規，于1996年起全面實施抗擾測試。
3.1 電源方面
- 三相入力電源在NFB（無熔絲斷路器）與變壓器間裝噪聲濾波器（NoiseFilter），此濾波器的輸入線愈短愈好。
- 電源及大電流導線緊貼電氣箱之底部，并沿着邊角布線。
- 開關式電源供應器加裝隔離罩以防輻射性發射幹擾，
- 濾波器選用器選用π型或T型可抑制寬波段噪聲，陶鐵磁體（Ferrite）材質可抑制射頻噪聲。
- 電源線兩端考慮采隔離接地，以免接地回路（GroundLoop）形成共同阻抗耦合（CommonImpedance Coupling）将噪聲耦合至信号線。
- 電源線與信号線盡量采用隔離或分開配線。
- 電源變壓器應加隔離（Shielding），外殼須接地良好。
- 單相AC控制線建議采用絞線。
- 直流導線建議使用絞線來配線。
- 避免将電源與信号線接至同一接頭。
3.2 信号線方面
- 信号輸入線與輸出線應避免排在一起造成幹擾。
- 應将CABLE剩餘不用之線單端接地，以避免形成感應回路。
- 接近電源線附近的信号線考慮采用撚合（Twist）。
- 不同類别的信号線避免混雜接在一個連接配接頭上，宜按類别分類并加地線隔離。
- 輸入信号線與輸出線盡量避免同在一個接頭上，如不能避免時應将輸入與輸出信号錯開。
- 敏感性較高之低準位信号線，除采用絞線外可加隔離遮蔽。
3.3 模拟信号方面
- 高頻的模拟信号及脈波信号線建議采用隔離線。
- 高頻模拟信号線采用同軸式隔離線，低頻之類比信号線采用絞線，必要時可外加隔離遮蔽，絕不可使用同軸隔離線。
- 連接配接頭安裝位置須清潔處理，接頭及金屬面的接觸電阻須小于2.5m歐姆。
- 模拟電路幹擾以波形失真為主，抑制方法主要在濾波器選用的特性，例如；帶寬、頻率響應值。
- 模拟信号線與數字排線必須互相垂直。
3.4 數字信号
- 避免使用未隔離遮蔽的導線來傳送數字信号，宜使用多股絞線外加隔離線。
- 數字電路幹擾以外在磁場幹擾為主，應加隔離措施。
- 數字電路易受高能電場幹擾，須使用隔離線隔離，以能防止1∼10MHz頻段之高能電場200V/m幹擾為最佳隔離選擇。
- 數字電路以抑制鄰近電路脈波與尖波（Spikes）幹擾為主。
- 數字電路傳送避免使用過長且未加隔離之導線。
3.5 電路設計方面
- 具幹擾性的回路，如時脈、驅動器、交換式電源的ON和OFF、振蕩器式控制信号，應加隔離遮蔽。
- 各型PCB電路設計盡可能選用低噪聲零元件，且須考慮噪聲變化與環境溫度變化之關系。
- 陶鐵磁體鐵芯（Ferritecore）适用于高頻濾波，但須注意經由此線圈負載功率損耗。
- 穩壓器須考慮抑制線路間共通阻抗耦合（CommonImpedance Coupling）EMI問題。
- 振蕩器本身輸出越小越好，如須要較大輸出，宜由放大器放大。
- 功率放大應予隔離以防止輻射性發射。
- 電解質電容器适于清除高漣波（HighRipple）及暫态電壓（Transient Voltage）變化。
- 動力線的幹擾有低壓（或瞬間斷電）超壓及突波，這些幹擾通常來自于電力開關的動作、重負載的開與關之瞬間、功率半導體動作、保險絲燒斷時、雷電感應…等。
- 須考慮下述項目來抑制：
- 使用電源濾波器。
- 适當的電力配置設定。
- 受幹擾的裝置改用另一電路。
- 将電子零件及濾波器适當的包裝。
- 使用隔離變壓器。
- 裝置壓敏電阻。
- 交流電磁接觸器線圈、電磁閥，皆須聯結火花消除器。
- 電磁開關之熱電驿輸出側須聯結三相火花消除器。
- 直流繼電器線圈聯結二極管，以供反相電壓保護。
- 火花消除器距離負載側愈近愈好。
- 把突波吸收器裝于電路開關和噪聲濾波器之間，線與線間，線與接地之間，将能有效吸收突波。
第4章 雷射器電路的設計注意事項
4.1 電路示意圖
主要信号類型：
- 電源 （EMC敏感）
- 内外的Q驅 RF信号 （EMC敏感）
- 電流信号（EMC不敏感）
- 溫度信号（EMC不敏感）
4.2 電磁幹擾EMI
（1）幹擾源1：Q驅動
- 盡量降低Q驅的電壓
- 盡量降低射頻信号的輸出功率
- 盡量增加對Q驅周圍器件的屏蔽，降低RF信号在Q驅周邊的外洩
- 整個雷射器采用金屬外殼，盡量降低RF信号在雷射器周圍的外洩
- 增加吸波材料，盡量吸收RF射頻信号
- 使用“悶頭”，吸收多餘的RF信号
4.3 電磁耐受性EMS（抗幹擾）
- 雷射器使用具有屏蔽能力的金屬外殼
- 雷射器的金屬外殼要接大地
- 内部信号充分接地
- Gate信号線和Freq信号線、地線最好能夠加屏蔽，與電源線分開連接配接
4.3 電源部分
- 輸入直流電源線盡可能的粗，降低電源的電阻
- 雷射器的地線盡可能的粗，降低地線的電阻
- 外部電源和地線并行走線
- 購買經過EMC認證的電源子產品，對220V電源輸入端支援濾波。
- 内部闆子要分開接地
- 接地線要足夠的粗、電阻足夠小，接近0歐電阻