EMC电路设计及其实现

一、EMC电路概述

EMC（Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性）指电气设备在所处环境内不致产生电磁干扰，也不致过于敏感地受到环境中其它设备的辐射的性能，即使在相同环境条件下的设备间（或者设备与其他电子设备），它们都能够相互共存并正确地执行其意图。

通俗点说，EMC就是指设备在使用时它自身产生电磁辐射要小，同时其对于其它设备的干扰也要小。

要实现EMC，通常需要从三个方面考虑：电路设计（或电子元件选择），PCB设计（或线束），机箱屏蔽。其中，电路设计是重中之重，它直接决定了整个电气设备的EMC性能。

二、EMC电路设计中的注意事项

1、信号的地位：

电路中信号的地位非常重要，处理不好会导致发射性干扰和敏感性干扰。一方面，应尽量减少信号线和地线的耦合，使其产生的干扰尽量小。另一方面，在电路设计中，需要采用共模抑制电路、对地隔离电路等方式使信号线和电源线的共模噪声尽量小。

2、电源线状况：

电源线也是会产生EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）的主要源头之一，所以要保证电源线的良好接地，尽量减少接地过程中的高频阻抗。同时需要注意电源线的路线选择和敏感电路的附近线路不要和大电流高频信号线放在一起，以减小干扰程度。

3、电子元件特性：

元器件的特性对于EMC的影响很大，比如共模电容、热漂移、瞬态过压、温度变化等不同现象都有不同影响，应选用具有抗电磁干扰特性的电子元件，同时要综合考虑元件的稳定性、可靠性、长寿命性等因素。

4、噪声的来源：

噪声的产生很多因素，比如PCB上的共模噪声、差模噪声、附加电阻等等，基本上电路的所有元件都会有这些噪声的产生，设计时要尽量降低它们的影响。

5、保护元件的选择：

电路中常常需要采用保护元件（比如TVS、MOV、磁珠等）来保护敏感元件，选择保护元件的时候需要考虑其保护特性、限流特性等综合因素，才能保证电路的EMC性能。

三、EMC电路设计实例

例1：噪声滤波器

下面我们以噪声滤波电路为例来进行EMC电路设计实现，噪声滤波器是一种将噪声从输入端滤掉，然后只输出有用信号的电路。

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

R1和C1构成了一个低通滤波器，C2则起到了共模抑制的作用。由于在整个电路中，C1+C2的电容远大于输入端（或输出端）的电容，所以EMC性能良好，能够有效地消除共模噪声。

例2：差模信号采集电路设计

下面我们以差模信号采集电路为例来进行EMC电路设计实现，差分输入电路常用于高要求的信号采集，通过抵消共模噪声来提高信号的质量。

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

差分输入电路的EMC性能较好，当同向噪声同时在两端都发生时它们会相互抵消。在电路中，R1、R2及C1、C2的值应该相等，以保证差模信号的质量。

四、总结

EMC电路设计是影响整个电器设备的关键。良好的EMC电路设计不仅可以减少电气设备发射的电磁辐射，同时也可以有效地抑制电气设备受到来自其它设备的电磁辐射的干扰。要想实现良好的EMC性能，需要在电路设计中从信号的地位、电源线状况、电子元件特性、噪声的来源、保护元件的选择等方面进行考虑。