印刷电路板设计教材之在真实世界里的EMI控制(中文版)PDF

　　电磁干扰（EMI）与电磁相容（EMC）最初是在1940及1950年代变成关切之议题，大多是因马马达之杂讯，经由电源线之传导影响到其他敏感之器材。在此一时期，一直到1960年代，EMI/EMC主要是在军事上之考量，确保器材之电磁相容性。在一些意外事件中，如雷达之辐射造成武器之意外啓动，或EMI造成导航系统之故障，所以，军事上首先关注到如飞机或船舰上之武器系统之间题。

　　到了70及80年电脑科技发展，来自电脑器材之千扰对广播电视机及无线电接收造成严重之问题。美国政府因而对此些工业产品探行EMI之规範。美国联邦通讯委员会（FCC）发布了一系列之法规，以规範电脑器材之干扰强度，并定义了量测之方法。同样的，欧洲及其他地区之政府也开始限制电脑产品产生之干扰。在此一时期，EM/EMC之控制只侗限在电脑、过边器材、以及电脑通讯产品。在1990年代，在EMI/EMC.上之规範扩大了很多;事实上，许多国家之输入管制都将EMI/EMC规範加了进去。所有器材之相容性，以及在整体环境中这些器材都能够和谐的共同存在。干扰、对外界干扰之耐受、对静电放电之承受能力等，不论是经由辐射或传导之媒介，都要受到控制。此控制也不再侗限在电脑产品。现在任何可能产生EMI干扰之产品，或是可能被他种电气器材干扰之产品，都需要小心地进行则试。以前不需要EMI/EMC控制的产品现在都必须要符合管制之规範，如洗碗机、录影机、工业器材、以及大部分之电子器材。

　　当商用产品进行了严格的EMI/EMC管制之时，军事产品也没有放鬆其EMI/EMC要求。事实上，由于更高度之自动化及更快之处理速度，军规之EMI/EMC控制以成为所有军规要求中之一项重要部分。

　　对不同的，人而言，EMI EMC控制代表着不同的涵义。对商业应用言， 如録影机、个人电脑、电视机等，其管制规範较之军规/TEMPEST标準要鬆- -些，但是·其还是有一定之困难度o乔用産品较鬆标準的结果是，设计人员常被要求要降低干扰及耐受特性，以因应降低生産成本之目的。在EMI/EMC设计上之取捨很清楚，但对于是否絶对需要某些EMIEMC元件就没有那么清楚了o传统上， EMI/EMCエ程师使用以往之经验、公式丶材料手册上之图表，来从事産品设计之各个阶段。在大学或是任何机构裡，很少有高品质之EMI/EMC工程师等级之训练，许多在此领域工作エ程师，会发现到这种传统之方法会越来越不适用了o

　　军事·太空，以及其他因安全塬因必须控制辐射之政府应用， 武器系统，通讯等，对EMI/EMC之要求都是远在商业要求之上。这些更高等级之考量‘需要更多之EMI/EMC设计，及更高之花费，同时还面对要降低成本之压力。

　　EMIEMC的问题是肇因于器材内之导体上之时变电流，称之爲『dildt杂讯」·电流之变化産生‘了电磁场辐射。相反地，外来的电磁场能量也会导致电路。上的『dildt杂讯』’造成错误的逻辑运算及器材之误动作。大多数的高速及快速上升时间之信号会造成EMIEMC问题。这些问题会被连接到该器材之导线电缆所放大，在较低频率变成有效率之天线。典型之解决方案是使用屏蔽之外壳，对输出入信号及电源线滤波，并且对机板上之信号线及电源平面提供滤波电路。而真正的问题是：「加多少才是足够？」以及会不会加太多？」

　　许多EMC工程师都会强调在产品研发之初期就要密切注意到EMC设计，此一r密切注意通常只是在EMC设计準则中- - 长串的「要如何。.及「不要如何。.。这些準则通常是根基于以往的产品经验，而且很多準则会互相抵触。我们缺少的準则是，在根本塬因分析中我们不真正的知道为什么我们需要这一项準则，或者，更重要的，当某一项準则因有些设计限制而无法实施时应使用哪些替代方法。设计者只是简单的被告知「这样做或是那样做。

　　典型的设计程序之结果如下：

　　EMC工程师提供给产品设计工程师一个EMC準则的表列。

　　产品设计者无法、或是不愿意遵循所有的EMC设计準则。

　　产品设计只使用了方便导入之EMC设计準则。

　　样品在EMC实验室中测试，无法通过。

　　EMC工程师及设计工程师花费2遇至2月的时间增加电容、ferrite bead

　　滤波、导电衬垫、金属弹片直到问题解决。

　　以修正过之EMC更新产品设计，开始量产准备。

　　这一设计流程的结果是延迟第一批货交 货的时间以及增加产品成本，因伪这些EMC零件并不是塬始设计。显然的， 这不是我们所希望的流程，但它是最常见的流程。

　　本书之目的在于移除这些EMC设计流程之谜思。许多人将EMC设计看成是一种黑箱魔术，大胆猜测，或是更差状况。EMC设计是极端复杂的。有许多内部连接之现象发生，许多是难以预测的，特别是在其同时发生时。如果每一个潜在之干扰源都个别考虑到，那么可以一个个的对每个干扰源进行适当的设计对策，这样，设计者就不会在看整个产品时感到疑惑了。

　　适当的EMC设计并不仅仅是一串的準则。其需要有完整的程序，考虑到每-潜在源头以及依序一个个的解决 。自然的，主要的目标还是要确保产品之功能不被影响。如果，在设计阶段，EMC的考虑与功能性之考量都被包括且协调，则设计者才能在两方面都获致成功。