EMC電路設計及其實現

一、EMC電路概述

EMC（Electromagnetic Compatibility，電磁兼容性）指電氣設備在所處環境內不致產生電磁干擾，也不致過於敏感地受到環境中其它設備的輻射的性能，即使在相同環境條件下的設備間（或者設備與其他電子設備），它們都能夠相互共存並正確地執行其意圖。

通俗點說，EMC就是指設備在使用時它自身產生電磁輻射要小，同時其對於其它設備的干擾也要小。

要實現EMC，通常需要從三個方面考慮：電路設計（或電子元件選擇），PCB設計（或線束），機箱屏蔽。其中，電路設計是重中之重，它直接決定了整個電氣設備的EMC性能。

二、EMC電路設計中的注意事項

1、信號的地位：

電路中信號的地位非常重要，處理不好會導致發射性干擾和敏感性干擾。一方面，應盡量減少信號線和地線的耦合，使其產生的干擾盡量小。另一方面，在電路設計中，需要採用共模抑制電路、對地隔離電路等方式使信號線和電源線的共模雜訊盡量小。

2、電源線狀況：

電源線也是會產生EMI（Electromagnetic Interference，電磁干擾）的主要源頭之一，所以要保證電源線的良好接地，盡量減少接地過程中的高頻阻抗。同時需要注意電源線的路線選擇和敏感電路的附近線路不要和大電流高頻信號線放在一起，以減小干擾程度。

3、電子元件特性：

元器件的特性對於EMC的影響很大，比如共模電容、熱漂移、瞬態過壓、溫度變化等不同現象都有不同影響，應選用具有抗電磁干擾特性的電子元件，同時要綜合考慮元件的穩定性、可靠性、長壽命性等因素。

4、雜訊的來源：

雜訊的產生很多因素，比如PCB上的共模雜訊、差模雜訊、附加電阻等等，基本上電路的所有元件都會有這些雜訊的產生，設計時要盡量降低它們的影響。

5、保護元件的選擇：

電路中常常需要採用保護元件（比如TVS、MOV、磁珠等）來保護敏感元件，選擇保護元件的時候需要考慮其保護特性、限流特性等綜合因素，才能保證電路的EMC性能。

三、EMC電路設計實例

例1：雜訊濾波器

下面我們以雜訊濾波電路為例來進行EMC電路設計實現，雜訊濾波器是一種將雜訊從輸入端濾掉，然後只輸出有用信號的電路。

      +----R1----+
      |          |
------|/\/\/\|---|-------------
      |          |
     C1         C2
      |          |
----- +         +-------------

R1和C1構成了一個低通濾波器，C2則起到了共模抑制的作用。由於在整個電路中，C1+C2的電容遠大於輸入端（或輸出端）的電容，所以EMC性能良好，能夠有效地消除共模雜訊。

例2：差模信號採集電路設計

下面我們以差模信號採集電路為例來進行EMC電路設計實現，差分輸入電路常用於高要求的信號採集，通過抵消共模雜訊來提高信號的質量。

      +---------------------------------------+
      |              Instrument1              |
      |                                       |
   IN+1               R1                   IN-1
      |               /\                     |
      |               ||                     |
------|/\/\/\|----+  C1                     +|----------
      |           |  ||                     |
   IN-2               \/                      R2
      |                                       |
      |              Instrument2              |
      +---------------------------------------+

差分輸入電路的EMC性能較好，當同向雜訊同時在兩端都發生時它們會相互抵消。在電路中，R1、R2及C1、C2的值應該相等，以保證差模信號的質量。

四、總結

EMC電路設計是影響整個電器設備的關鍵。良好的EMC電路設計不僅可以減少電氣設備發射的電磁輻射，同時也可以有效地抑制電氣設備受到來自其它設備的電磁輻射的干擾。要想實現良好的EMC性能，需要在電路設計中從信號的地位、電源線狀況、電子元件特性、雜訊的來源、保護元件的選擇等方面進行考慮。