三、EMI/EMC设计经典85问

1、为什么要对产品做电磁兼容设计？
答：满足产品功能要求、减少调试时间，使产品满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的
其它设备产生电磁干扰。
2、对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行？
答：电路设计（包括器件选择）、软件设计、线路板设计、屏蔽结构、信号线/电源线滤波、电路的
接地方式设计。
3、在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？
答：因为要描述的幅度和频率范围都很宽，在图形上用对数坐标更容易表示，而dB 就是用对数表示
时的单位。
4、 关于EMC，我了解的不多，但是现在电路设计中数据传输的速率越来越快，我在制做PCB板的时候，也遇到了一些PCB的EMC问题，但是觉得太潜。我想好好在这方面学习学习，并不是随大流，大家学什么我就学什么，是自己真的觉得EMC在今后的电路设计中的重要性越来越大，就像我在前面说的，自己了解不深，不知道怎么入手，想问问，要在EMC方面做的比较出色，需要有哪些基础知识，应该学习哪些基础课程。如何学习才是一条比较好的道路，我知道任何一门学问学好都不容易，也不曾想过短期内把他搞通，只是希望给点建议，尽量少走一些弯路。

三、EMI/EMC设计经典85问

1、为什么要对产品做电磁兼容设计？
答：满足产品功能要求、减少调试时间，使产品满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的
其它设备产生电磁干扰。
2、对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行？
答：电路设计（包括器件选择）、软件设计、线路板设计、屏蔽结构、信号线/电源线滤波、电路的
接地方式设计。
3、在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？
答：因为要描述的幅度和频率范围都很宽，在图形上用对数坐标更容易表示，而dB 就是用对数表示
时的单位。
4、 关于EMC，我了解的不多，但是现在电路设计中数据传输的速率越来越快，我在制做PCB板的时候，也遇到了一些PCB的EMC问题，但是觉得太潜。我想好好在这方面学习学习，并不是随大流，大家学什么我就学什么，是自己真的觉得EMC在今后的电路设计中的重要性越来越大，就像我在前面说的，自己了解不深，不知道怎么入手，想问问，要在EMC方面做的比较出色，需要有哪些基础知识，应该学习哪些基础课程。如何学习才是一条比较好的道路，我知道任何一门学问学好都不容易，也不曾想过短期内把他搞通，只是希望给点建议，尽量少走一些弯路。

7、方波脉冲驱动电感传感器的问题
答：(1)、信号测试过程中，尽量在屏蔽环境下进行，如果不便的话，至少要屏蔽传感器和前级。 (2)、测试过程中尽量使用差分探头，或至少要尽可能减短探头的接地线长度。这样能减少测试误差。 (3)、你的电路实际工作频率并不太高，可以通过布线减少振铃。为了噪声特性更好，应当考虑共模信号的抑制问题，必要时插入共扼电抗器，同时注意整个工作环境中的开关电源噪声，以及避免电源耦合。 (4)、如果传感器允许，可以使用电流放大模式，这有利于提高速度，降低噪声。模拟开关尽量放到前置放大器之后，尽管多了一路前放，但性能提高不少，而且降低调试难度。 (5)、如果十分介意波形，考虑额外的频率补偿。如果仅仅是数字检测，则应当降低工作频率。总而言之，能低频则低频，能隔直则隔直。 (6)、注意AD转换前的抗混叠滤波，以及软件滤波，提高数据稳定性。

8、GPS电磁干扰现象表现：尤其是GPS应用在PMP这种产品，功能是MP4、MP3、FM调频+GPS导航功能的手持车载两用的GPS终端产品，一定得有一个内置GPS Antenna，这样GPS Antenna与GPS终端产品上的MCU、SDROM、晶振等元器件很容易产生EMI/EMC电磁干扰，致使GPS Antenna的收星能力下降很多，几乎没办法正常定位。采取什么样的办法可以解决这样的EMI/EMC电磁干扰？
答：可以在上面加上ESD Filter，既有防静电又能抗电磁干扰。我们的手机客户带GPS功能的就用的这个方法。做这些的厂家有泰克（瑞侃），佳邦，韩国ICT等等很多。

9、板子上几乎所有的重要信号线都设计成差分线对，目的在增强信号抗干扰能力.那俺一直有很多困惑的地方: 1.是否差分信号只定义在仿真信号或数字信号或都有定义? 2.在实际的线路图中差分线对上的网罗如滤波器，应如何分析其频率响应，是否还是与分析一般的二端口网罗的方法一样? 3.差分线对上承载的差分信号如何转换成一般的信号? 差分线对上的信号波形是怎样的，相互之间的关系如何?
答：(1)、差分信号只是使用两根信号线传输一路信号，依靠信号间电压差进行判决的电路，既可以是模拟信号，也可以是数字信号。实际的信号都是模拟信号，数字信号只是模拟信号用门限电平量化后的取样结果。因此差分信号对于数字和模拟信号都可以定义。
(2)、差分信号的频率响应，这个问题好。实际差分端口是一个四端口网络，它存在差模和共模两种分析方式。如下图所示。在分析频率相应的时候，要分别添加同极性的共模扫频源和互为反极性的差模扫频源。而相应端需要相应设置共模电压测试点Vcm＝（V1＋V2）/2， 和差模电压测试点Vdm=V1-V2。网络上有很多关于差分信号阻抗计算和原理的文章，可以详细了解一下。

(3)、差分信号通常进入差分驱动电路，放大后得到差分信号。最简单的就是差分共射镜像放大器电路了，这个在一般的模拟电路教材都有介绍。下图是某差分放大器件的spice电路图和输出信号波形，一般需要他们完全反相，有足够的电压差大于差模电压门限。当然信号不可避免有共模成分，所以差分放大器一个很重要的指标就是共模抑制比Kcmr=Adm/Acm。

10、我为单位的直流磁钢电机设计了一块调速电路，电源端以用0.33uf+夏普电视机电感+0.33uf后不理想，后用4只电感串在PCB板电源端，但在30~50MHz之间超了12db，该如何处理？
答：通常来讲，LC或PI型滤波电路比单一的电容滤波或电感滤波效果要好。您所谓的电源端以用0.33uf+夏普电视机电感+0.33uf后不理想不知道是什么意思？是辐射超标吗？在什么频段？我猜测直流磁钢电机供电回路中，反馈噪声幅度大，频率较低，需要感值大一点的电感滤波，同时采用多级电容滤波，效果会好一些。

11、最近正想搞个0--150M，增益不小于80 DB的宽带放大器，!请问在EMC方面应该注意什么问题呢?
答1：宽带放大器设计时特别要注意低噪声问题，比如要电源供给必须足够稳定等。
答2：(1). 注意输入和数出的阻抗匹配问题，比如共基输入射随输出等 (2). 各级的退偶问题，包括高频和低频纹波等 3. 深度负反馈，以及防止自激振荡和环回自激等 (4). 带通滤波气的设计问题
答3：实在不好回答，看不到实际的设计，一切建议还是老生常谈：注意EMC的三要素，注意传导和辐射路径，注意电源分配和地弹噪声。150MHz是模拟信号带宽，数字信号的上升沿多快呢？如果转折频率也在150MHz以下，个人认为，传导耦合，电源平面辐射将是主要考虑的因素，先做好电源的分配，分割和去耦电路吧。80dB，增益够高的，做好前极小信号及其参考电源和地的隔离保护，尽量降低这个部分的电源阻抗。

12、求教小功率直流永磁电机设计中EMC的方法和事项。生产了一款90W的直流永磁电机(110~120V，转速2000/分钟)EMC一直超标，生产后先把16槽改24槽，有做了轴绝缘，未能达标!现在又要设计生产125W的电机，如何处理？
答：直流永磁电机设计中EMC问题，主要由于电机转动中产生反电动势和换相时引起的打火。具体分析，可以使用RMxpert来设计优化电机参数，Maxwell2D来仿真EMI实际辐射。

13、是否可用阻抗边界（Impedance）方式设定？或者用类似的分层阻抗 RLC阻抗？又或者使用designer设计电路和hfss协同作业？
答：集中电阻可以用RLC边界实现；如果是薄膜电阻，可以用面阻抗或阻抗编辑实现。

14、我现在在对外壳有一圈金属装饰件的机器做静电测试，测试中遇到：接触放电4k时32k晶振没问题，空气放电8k停振的问题，如何处理？
答：有金属的话，空气放电和接触放电效果差不多，建议你在金属支架上喷绝缘漆试试。

15、我们现在测量PCB电磁辐射很麻烦，采用的是频谱仪加自制的近场探头，先不说精度的问题，光是遇到大电压的点都很头疼，生怕频谱仪受损。不知能否通过仿真的方法解决。
答：首先，EMI的测试包括近场探头和远场的辐射测试，任何仿真工具都不可能替代实际的测试；其次，Ansoft的PCB单板噪声和辐射仿真工具SIwave和任意三维结构的高频结构仿真器HFSS分别可以仿真单板和系统的近场和远场辐射，以及在有限屏蔽环境下的EMI辐射。 仿真的有效性，取决于你对自己设计的EMI问题的考虑以及相应的软件设置。例如：单板上差模还是共模辐射，电流源还是电压源辐射等等。就我们的一些实践和经验，绝大多数的EMI问题都可以通过仿真分析解决，而且与实际测试比较，效果非常好。

16、听说Ansoft的EMC工具一般仿真1GHz以上频率的，我们板上频率最高的时钟线是主芯片到SDRAM的只有133MHz，其余大部分的频率都是KHz级别的。我们主要用Hyperlynx做的SI/PI设计，操作比较简单，但是现在整板的EMC依旧超标，影响画面质量。另外，你们的工具和Mentor PADS有接口吗？
答：Ansoft的工具可以仿真从直流到几十GHz以上频率的信号，只是相对其它工具而言，1GHz以上的有损传输线模型更加精确。据我所知，HyperLynx主要是做SI和crosstalk的仿真，以及一点单根信号线的EMI辐射分析，目前还没有PI分析的功能。影响单板的EMC的原因很多，解决信号完整性和串扰只是解决EMC的其中一方面，电源平面的噪声，去耦策略，屏蔽方式，电流分布路径等都会影响到EMC指标。这些都可以再ansoft的SIwave工具中，通过仿真进行考察。补充说明，ansoft的工具与Mentor PADS有接口。

17、请说明一下什么时候用分割底层来减少干扰，什么时候用地层分区来减少干扰。
答：分割底层，我还没听说过，什么意思？是否能举个例子。 地层分割，主要是为了提高干扰源和被干扰体之间的隔离度，如数模之间的隔离。当然分割也会带来诸如跨分割等信号完整性问题，利用ansoft的SIwave可以方便的检查任意点之间的隔离度。当然提高隔离度，还有其它办法，分层、去耦、单点连接、都是办法，具体应用的效果可以用软件仿真。