EMC设计及EMI排查技术 （加拿大）容向系统科技有限公司 Compliance Direction Systems Inc.

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1 EMC设计及EMI排查技术 （加拿大）容向系统科技有限公司 Compliance Direction Systems Inc.
Compliance Direction —— Direct to EM_Compliance （加拿大）容向系统科技有限公司 容 向 —— 专注于电磁兼容方向

2 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
EMC/EMI问题 EMC/EMI问题，不仅仅是能否通过EMC测试的问题 产品内部的电磁干扰 稳定性、可靠性 产品对外产生的电磁干扰 空间 —— 发射辐射 电缆 —— 传导辐射 产品对外界干扰的抵抗能力 空间 —— 发射敏感度 电缆 —— 传导敏感度 EMSCAN可以排除上述所有问题。 CASSPER能测量产品对外产生的电磁干扰（包括空间和传导），这是产品不能通过EMC测试的最主要的原因 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

3 电子产品EMI对策的变化 适应未来要求的EMI新对策

4 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
传统EMI对策 查找EMI问题的方法：频谱仪＋近场探头 “探测火苗” 采取的手段：屏蔽＋滤波 把“火苗”捂在设备内部 传统对策遇到新问题 需要考虑设备内部【板间，板内信号间】EMI问题，不能使用屏蔽/滤波手段 屏蔽和滤波会增加重量、成本 信号频率与干扰频率一致，不能采用滤波 频率提高，布线、屏蔽体、机箱等成为天线 高频信号耦合到电缆，由电缆发射 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

5 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
EMC对策新理念 基础：对EMI产生和抑制机理的充分认识 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

6 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
新EMI对策的核心 全体人员认识EMI形成及抑制机理 全体人员：项目负责人、总体设计人员、硬件工程师、结构工程师、EMI工程师 认识EMI：借助先进的工具，迅速积累经验 采取科学手段：灭火种，切断火的蔓延路径 建立科学的EMC管理体系 项目各阶段EMC的评估 制订针对各类设计人员的工艺要求 利用先进的工具，建立完善的评估体系 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

7 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
及早考虑EMI/EMS/EMC EMI/EMC是项系统工程 早考虑  成本低，手段多，效率高 需要产品所有组件协同配合 专家的经验 PCB设计的很多规则 设计能全部按照设计规则执行吗？ 所有的理论在所有场合都正确吗？ 仿真技术 数字电路的仿真模型：IBIS模型不完整、不准确 EMC仿真：需要SPICE模型，很难获得 精度与速度 及早引入测量技术 电磁场扫描技术、EMC预兼容测试 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

8 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
新理念要求企业充分重视EMC EMC是一项系统工程，不是EMC工程师一个人的事情 总体设计、单板设计阶段就需要考虑 仅整机考虑：成本高，速度慢，问题复杂 为工程师制订“工艺文件” 把经验总结为《电子产品设计规则》，成为《设计工艺文件》，避免犯类似错误 EMC是产品质量的一个非常重要的指标 需要保证生产线的产品与设计原型一致 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

9 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
新理念要求：提高工程师素质是根本 我国的EMI问题刚刚得到重视 工程师经验积累少、没有频域测量手段 先进的设备，仅仅是一种手段，最终解决问题还是需要工程师丰富的经验 “容向系统”定期出版“典型案例分析” “容向系统”提供专家级的技术服务 好的测量手段能帮助你迅速积累正确的经验 对EMI产生和抑制机理的理解，是解决未来EMI问题的基础 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

10 EMC/EMI测试技术 EMC认证测试 预兼容测试 近场测量

11 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
EMC认证测试技术 环境要求 发射辐射：开阔场或半电波暗室 发射抗扰度测试：全电波暗室。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

12 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
EMC认证测试技术 远场测量 测量天线与被测物的距离一般为1、3、10米 给出的结果是一张频谱图 远场测量结果不能提供EMI的位置信息 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

13 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
EMC预兼容测试 EMC认证测试 费用高，需出差，需预约等待 很难在认证测试中心进行各类试验 产品后期的成败型测试，解决问题的代价高、手段少、时间长 企业摸底测试——电磁兼容预测试 自己建立相应的EMC实验室 能使设计人员在产品研制的过程中，及早发现问题，及时采取有针对性的措施，降低纠错成本并提高认证测试的一次性通过率。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

14 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
传统的EMC预兼容测试 场地 开阔场：中国几乎没有符合要求的OATS 暗室：费用昂贵，对EUT体积有限制 屏蔽室：测量不准确，对EUT体积有限制 工程师最急需的预测试类型 辐射发射：占85％以上，而且解决最难 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

15 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
传统预测试的问题 传统预测试方法 主设备：频谱仪 环境：普通环境 方法：EUT开机关机各测一次，结果相减 EMI定位：配单探头 问题 背景信号不稳定 EUT与背景相同的频率点 结果有偏差 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

16 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
近场测量 测量EUT上的电流：EMI是EUT上的高频电流回路形成的。 精确定位EMI产生的源头和分布区域。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

17 PCB的EMC设计技术

18 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
高速PCB？ 与工作频率无关，仅与所使用的器件有关 fknee=1/(*Tr)，Tr＝1ns，则fknee=320MHz 谐波幅度 （电压或电流） 第一转折频点 第二转折频点 1/tr 1/Td 频率（对数） 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

19 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
PCB上EMC问题的主要原因 不均匀分布的电流以及回流 过细的电源线或者地线【单/双层板】 信号线的辐射（上升沿陡，Tr小的信号） 信号线共享回流路径 电源滤波 —— 通过外接电缆辐射出去 不合理的滤波电容值 不合理的滤波电容放置位置 不合理的分层结构 天线效应 —— 引起EMS问题 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

20 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
线路板的两种辐射机理 差模辐射 共模辐射 杆天线 电流环 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

21 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
共模和差模对EMC测试的影响 对于EMC测试： 共模辐射比差模辐射的影响要大100－1000倍 例子：上升沿5ns的38MHz时钟： 共模电流 10米电缆上0.0015mA的电流 差模电流 3×3cm的电流环路上15mA的电流 B极限值 @10米 dBuV/m 谐波MHz E场dBuV 38 33 30 114 266 494 35.5 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

22 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
如何减小差模辐射？ E = I A f 2 / D 低通滤波器 布线 I 电流：阻尼电阻 A面积：控制电流回路面积 f 频率：选择合适的器件，使用阻尼电阻等 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

23 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
降低电流【I】和频率【f】 降低有用频率的EMI：阻尼电阻值的正确选择，或者正确使用磁珠，同时保证SI和EMC 有11个谐波分量 有多于58个谐波分量 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

24 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
怎样减小共模辐射 E = I L f / D 共模滤波 共模扼流圈 减小共模电压 使用尽量短的电缆 电缆屏蔽 PCB的EMC设计：完善的电源滤波 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

25 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
PCB设计需要考虑的问题 优秀的层叠设计或者电源/地网络的设计 尽可能保证地平面的完整性： 器件布局；过孔安排。 保持连续的布线阻抗 较少的谐波及较低的强度 良好的电源滤波 EMI被控制在尽可能小的区域 在信号完整性和电磁兼容性中找折中： 尽可能增加信号的上升沿和下降沿时间 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

26 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
PCB分层考虑 元件面、焊接面：敏感信号线及总线 方便调测，易于控制 一般建议：元件面布放 第二层、倒数第二层：地／电源层 保证元件面和焊接面敏感信号线的SI。 4层板：S1/G/P/S2，S1放置主要信号线 6层板：S1/G/S2/P/G/S3，S1/S3主要信号 6层板：S1/S2/G/P/S3/S4 适合于：电源种类少，S1、S4能大面积敷铜 8层板：S1/G/S2/G/P/S3/G/S4 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

27 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
PCB分层考虑 电源层旁边安排一个完整的地层，滤除300MHz以上的干扰 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

28 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
一块PCB内只设一个电源层——电源分割 电源层分割实例 图示为一个电源层，用不同颜色代表不同电压 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

29 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
电流回流【多层板】 低频：最小电阻【最短距离】 高频：最小阻抗【最小面积】 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

30 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流问题—— 跨越分割 地分割 电源分割 焊接面上跨越电源分割的布线 4层板（S1/G/P/S2)或 6层板S1/G/S2/S3/P/S4 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

31 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流——模拟/数字、射频/数字 模拟区域 模拟区域受到 数字电路的干扰 数字区域 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

32 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流问题 —— 安全间距 信号线共享回流路径 （EMI以及感性串扰） 在数字电路中，感性串扰 > 容性串扰 很多测试案例表明：密集过孔能产生非常大的电磁干扰 建议PCB设计完成后，把地层打印出来，看看有没有严重破坏地平面的情况存在 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

33 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
案例——感性串扰 接插件过孔安全间距过大， 破坏了地平面 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

34 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流问题 —— 密集过孔 密集过孔，破坏地平面 跨越被分割的地平面的信号线，会产生感性串扰和共模EMI 很多测试案例表明：密集过孔能产生非常大的电磁干扰 建议PCB设计完成后，把地层打印出来，看看有没有严重破坏地平面的情况存在 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

35 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流问题 —— 密集过孔 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

36 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流问题 —— 密集过孔 BGA等大芯片附近会有很多阻尼电阻，过多过孔导致BGA芯片的地很不完整 回流 信号线 很多测试案例表明：密集过孔能产生非常大的电磁干扰 建议PCB设计完成后，把地层打印出来，看看有没有严重破坏地平面的情况存在 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

37 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流问题 —— 多电源芯片 核电压1.8V，I/O电压2.5V 跨越1.8V电源的布线： 增加回流面积 干扰1.8V电源 对策： 布线不要跨越 减小分割区域 1.8V电源 回流 I/O 回流 I/O 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

38 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
BGA芯片核电压分割引起EMI BGA芯片的 总线的 工作频率 为125MHz 焊接面布有 信号线 倒数第二层 是电源层 1.8V电源电路 BGA芯片 RJ45电缆上的EMI 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

39 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
单面板/双面板PCB 单面或双面板，没有电源面和地线面，EMI控制难度大 布局：考虑布线方便以及电流均匀 布地线、电源线，布放滤波电容 电源线应尽可能靠近地线，以减小差模辐射的环面积，也有助于减小电路的串扰。 布关键信号线（时钟信号等）： 靠近地回路，形成较小的回流面积。 布其他信号线：避免大面积无地信号线组。 地敷铜，良好敷铜，能达到4层板的效果！ 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

40 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
单面板/双面板PCB地线网格 双层电路板的走线优先考虑地线的规划 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

41 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
单层或双层板如何减小环路的面积 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

42 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
双层板不良地线举例 68HC11 74HC00 A B 连接AB E时钟 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

43 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流面积——电源供电线 布线靠近，减少磁辐射面积 机箱内部的电缆，应该扎紧或套在封套内，保证电流回路最小的面积 所有电缆应该保持固定的位置 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

44 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
注意隐蔽的辐射环路 电源/地线 信号线 电源 信号线+电源+地线 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

45 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
回流问题 —— 电缆或板间连接器 地线应该尽可能均匀分布于信号线中间 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

46 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
连接器上的电流回流 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

47 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
板间电缆 上的电磁辐射 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

48 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
高频时钟 高频时钟（上升沿少于2ns的时钟）必须有地线护送【护送地线要“良好接地”】 发送侧串接22－220欧姆阻尼电阻，电阻越大干扰越小，但是敏感性变差。 采用点对点连接，不打过孔，走线平滑。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

49 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
数字总线 频率在50MHz以上的高频数字总线，应尽可能考虑总线中的每条信号线均串接一个22-300欧姆左右的阻尼电阻 频率在75MHz以上时，必须串接阻尼电阻。阻尼电阻必须放在发送侧并尽可能靠近发送器件。 尽可能在元件面 / 焊接面布，不打过孔。 连接至xxRAM的数据线的次序可以根据布线需要打乱。 具有很强的电磁辐射！敏感信号应远离！ 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

50 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
△I 噪声电流是EMI的根源 信号发生0-1的变换时，该门电路中的晶体管将发生导通和截止状态的转换，会有电流从所接电源流入门电路，或从门电路流入地线，这个变化的电流就是△I噪声的源，亦称为△I噪声电流。 由于电源线和地线存在一定的阻抗，其电流的变化将通过阻抗引起尖峰电压，并引发其电流电压的波动，这个电源电压变化就是△I噪声电压，会引起误操作，并产生传导骚扰和辐射骚扰。 在电路中,当器件的众多信号管脚同时发生0－1变换时,不论是否接有容性负载,都会产生很大的△I噪声电流,使得器件外部的工作电源电压发生突变。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

51 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
地线和电源线上的噪声 VCC ICC R2 R4 R1 Q3 Q2 I驱动 Q1 被驱动电路 R3 Q4 I充电 Vg Ig I放电 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

52 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
电源线、地线噪声电压波形 输出 ICC VCC I g Vg 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

53 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
去耦电容对△I噪声电流的抑制作用 去耦技术： 安装去耦电容来提供一个电流源； 补偿逻辑器件工作时所产生的△I噪声电流； 去耦的目的 保证直流工作电压的稳定； 确保各逻辑器件正常工作。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

54 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
电源滤波 目的：把芯片产生的EMI控制在最小的区域 滤波频率和电容值 几十MHz及以下的滤波，电解电容【uF】 几十至300MHz的滤波，每个供电组一个0.1 / 0.01uF 300MHz以上，电源层和地层的等效阵列电容，几十pF；或者在产生高频干扰的芯片上并接pF级的滤波电容。 滤波电容布放 就近连接原则：尽可能靠近芯片【除低频滤波外】 最佳位置：焊接面 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

55 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
滤波电容的放置和连接 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

56 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
增强滤波：磁珠 ＋ 电容 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

57 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
磁珠特性及选择 直流电阻尽可能低，同时需要过滤的干扰的频率范围内的阻抗尽可能大 但太小的直流电阻会引起谐振，所以不推荐使用直流电阻太低的磁阻 不推荐使用没有给出低频特性的磁阻 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

58 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
电容并联时避免反谐振点 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

59 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
多层板滤波电容的分工 G/P等效电容 电解电容 高频滤波电容 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

60 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
“被忘记”滤除的415MHz 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

61 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
双层板去耦电容放置 好 差 尽量使电源线与地线靠近 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

62 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
双层板增强去耦效果的方法 电源 铁氧体 用铁氧体增加电源端阻抗 注意铁氧体安装的位置 地 粗线 细线 用细线增加电源端阻抗 接地线面 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

63 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
△I噪声是引起EMI问题的 最主要的原因 传统的传导EMI的频率为150kHz－30MHz 现在电缆上的噪声会有几百兆甚至几个GHz 扼流圈不再起作用 80％以上的发射EMI问题，来自电缆 电缆上的高频噪声，传统的屏蔽和滤波无法解决 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

64 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
线路板边缘的一些问题 关键线（时钟、射频等） 产生较强辐射 无地线 电源层 地线层 20H 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

65 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
天线效应 设备内的每根布线/电缆/金属都是“天线”。 线长度>波长的1/20，就能成为天线。 22MHz的信号，波长为13米，65cm的布线就是天线 100MHz信号的5次谐波为500MHz，3cm长的布线就可能成为天线！ 长度为信号波长的1/4时，便是一个将信号转变成场的极好的转换器。 设备内部电缆及外接电缆很容易成为天线 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

66 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
导线成为天线：长度/频率 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

67 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
避免天线效应 高阻抗布线，才会成为天线 三态输出，会成为不稳定天线 允许时降低阻抗（例如地址线，上拉电阻） 不允许时，减少长度（例如数据线） 未良好接地的铜皮、金属、电缆等 良好接地 VCC 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

68 天线 —— PCB敷铜问题 电子设备中的任何悬浮的铜皮（未充分接地的填充）或者散热器，都可能成为“天线”
该地线成了接收和发射电磁场的天线。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

69 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
PCB敷铜问题 PCB表面敷铜一定要“良好接地” 多层板中间层的布线空旷区域，不要敷铜。因为很难做到让这个敷铜“良好接地” 设备内部的金属，例如金属散热器、金属加固条等，一定要实现“良好接地”。 三端稳压器的散热金属块，一定要良好接地。 晶振附近的接地隔离带，一定要良好接地。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

70 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
天线 —— 内部布线 设备内部电缆 全程绑在一起 固定走线 随意放置的散热器风扇的电源线(5V)引起的高频EMI 散热器 电源线 5V电源区域 耦合EMI 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

71 先进的EMI设计和排查手段 EMSCAN电磁干扰扫描系统及应用

72 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
Emscan系统构成 GPIB 以太网 VIDEO RF信号 控制 信号 1280个探头组成的扫描器 世界唯一采用阵列探头，电子方式扫描的电磁干扰扫描系统 世界唯一能获得被测物全部电磁场信息的设备 终端计算机实时显示扫描器感应到的电磁场。 世界上唯一采用阵列探头/电子扫描的近场测量系统 世界上唯一能获取被测物完整电磁场信息的测量系统 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

73 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
频谱扫描——找出频率点 选择几个代表性探头 选定频率范围,设定带宽,执行测量 给出选定频率范围内各频率的幅度峰值 得到有问题的频率。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

74 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
空间扫描——找出问题点 选定区域，设定频率点 执行测量 实时显示EMI位置和强度的图形。 调整电路参数或者更换器件，能实时反映 观测瞬态EMI 观测设备不同状态下的EMI 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

75 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
频谱 / 空间扫描 得到每个物理位置的全频段的EM强度 每个位置点可记录一万个频率的幅度信息 完整的EM文档 利用合成频谱和合成空间功能，分析 一个或几个频率的空间分布 部分区域的频谱 提高工作效率 快速定位干扰源位置 存在有某种 频率的干扰 MESCAN特有的功能：一次测量获得被测物全部电磁场信息 电磁干扰 干净区域 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

76 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
频谱/空间扫描分析 指定位置的频谱图 合成 频谱图 后台分析 合成 空间图 由完整的EM信息，通过后台的分析和处理，能进行各类应用。 指定频率的空间分布图 频谱/空间扫描结果图 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

77 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
覆盖方式 把扫描结果与PCB设计图叠在一起显示。 更容易看清辐射源位置。 完整清晰的设计文档 PCB设计图：光绘文件 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

78 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
Emscan在各个阶段的应用 设计阶段 及早考虑EMI问题，单板/机箱/布线同时考虑 早考虑  低成本、高效率、多手段 减少去电磁兼容室进行标准测量的次数 排除内部干扰，提高抗干扰性能，提高可靠性 加快产品上市，使产品生命期内利润最大化 生产和测试阶段 产品调试（异常EMI处可能就是故障点） 减少多余元件或降低元件参数，降低生产成本 确认替代元件对电磁兼容的影响 质量检验阶段 EMC一致性测试 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

79 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
EMSCAN——工程师必备手段 阵列探头/电子扫描，实时看清活动的电磁场； 频谱/空间扫描功能测量被测物全部电磁场信息 科学、客观、直观地评估PCB设计质量 指导工程师不断提高设计质量 帮助产品的调试、改进和完善 看到整板的电磁信息，看清电路内部的辐射干扰情况。 迅速定位EMC测试及抗干扰测试失败的原因； 查找并定位瞬态电磁干扰； 评估结构设计对EMI/EMS的影响； 迅速积累正确的解决EMI问题的实践经验。 上述3项功能，是基于完整的电磁场信息的。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

80 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
评估PCB设计质量 利用EMSCAN的测量结果，我们可以从如下四个方面来评估PCB的设计质量： 频率点数量：即谐波数量。 瞬态干扰：不稳定的电磁干扰。 辐射强度：各个频率点的幅度大小。 分布区域：各个频率点的电磁干扰在PCB上的分布区域的大小。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

81 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
案例——评估PCB设计质量 A板为B板的改进： A板的频率点数量明显比B板少； A板的大部分频率点的幅度比B板的小。 A板的瞬态干扰比B板的少。 A板的总的电磁干扰分布区域比B板的小得多。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

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案例——评估PCB设计质量 单频率点——462MHz B板的电源滤波没有设计好： 由于地平面被严重破坏，在图中红色区域产生强干扰； 由于滤波考虑不全，干扰通过电源被传导到几乎整个PCB板。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

83 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用——揭示瞬态EMI问题 瞬态EMI在EMC测量中往往不会被检测到，但会影响产品的性能和可靠性 自动复位/死机 误码 工作不稳定 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

84 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用 —— 及早通过EMC测试 EMC测试失败的原因 不是EMI热点引起的【不会是一个pin或者一条信号线】 大面积的电流回流【差模辐射】 差模辐射转换为共模辐射【共模辐射】 天线效应 单探头方案 只能找到EMI热点，不能看到“电流回路” 难以探测共模EMI 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

85 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
认识EMI形成机理 电流回流 ——大面积 电流回流经过接插件 —— 差模变共模 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

86 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
迅速定位干扰源 频谱/空间扫描数据 66M，83M及其谐波是 PCB上的主要干扰信号 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

87 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
迅速定位干扰源 —— 宽带和窄带EMI 标记×的位置的频谱图（蓝色），与本板总的合成频谱图（灰色），在83MHz及各次谐波处重叠，说明标记×的位置是产生83MHz及各次谐波的最大幅度的位置。在这里采取手段是最有效的。 83M及其 各次谐波 的产生地点 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

88 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
评估电路修改 修改前 改进措施： 在干扰源产生位置 增加电源滤波电容 在干扰源位置增加一个47pf的电容，切断EMI传播途径 修改后 修改前后差别 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

89 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
评估设计修改 EMI热点不是主要问题，面积和特性才是主要问题 手持单探头方案 速度慢 误差大【探头位置、方向等】，可重复性很差 机械式扫描系统 速度慢【几十分钟到几个小时】 可重复性差 EMSCAN 高速实时，几秒钟就能清楚是否有效 可重复性好 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

90 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用——看清电磁场的分布 83M基波 的分布 选择一个频率点，看其分布 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

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83M及其各次谐波的分布 用×选择多个频率点（83MHz及其各次谐波），查看其合成电磁场空间分布 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

92 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用 —— 敏感度调试 测试类型 抗空间辐射：信号发生器＋探头组＋EMSCAN 抗传导干扰：信号发生器＋电流注入钳＋LISN＋EMSCAN 主要部件说明： 信号发生器：产生相应的电信号 近场探头组：各类尺寸的探头，调试辐射抗干扰 电流注入钳：向电缆注入EMI，调试传导抗干扰 EMSCAN：定位敏感性位置及传播途径 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

93 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用 —— 传导敏感度调试 信号发生器 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

94 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用——传导敏感度调试 解决传导敏感度问题的实际案例 860M空间分布 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

95 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
电容的合理选择 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

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辐射敏感度最佳调试方法 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

97 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
敏感度 —— 主要来自电缆 提示 90％以上的敏感度问题，均来自电缆 绝大部分EMS问题，可以通过传导敏感度问题进行调试 设备配置：EMSCAN＋信号源＋电流注入钳 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

98 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用——迅速定位电路故障 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

99 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
准确找到故障位置 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

100 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用 —— 发射辐射测试 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

101 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用 —— 传导辐射测试 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

102 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用 ——机箱、机架的电磁泄漏 前面板扫描结果 清晰显示 电磁泄漏的位置 在最合适的地方 使用最合适的 屏蔽手段 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

103 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用 —— 整机EMC调试 现象：电缆产生很大辐射，导致EMC测试失败 （不接电缆能通过EMC） 粗定位： 用EMSCAN测量电缆辐射并实时监视 拔掉接口板，发现电缆上辐射没有明显变化 插回接口板 拔掉控制板，电缆上没有辐射 结论：辐射源在控制板上 细定位及排查： 用EMSCAN扫描控制板的频谱/空间 找到干扰源，采取手段 控制EMI传播途径（减少电源纹波） 看电缆上的辐射有没有变化 背板 接口板 电缆 控制板 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

104 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
一个电容解决EMC问题 修改前 改进措施： 在干扰源产生位置 增加电源滤波电容 接 插 件 修改后 修改前后差别 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

105 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
应用——电路调试案例 短路查找（电源与地，信号线） 焊接好的PCB，有几千个电容，几百个器件 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

106 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
Emscan全方位测量被测物 插板 背板 查找机架的电磁泄漏 扫描机箱各个面的电磁泄漏 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

107 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
进入机柜测试 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

108 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
扫描器 RF输出 四周绝缘 控制 探头 切换 厚度1.2cm 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

109 其他先进的工具 CASSPER虚拟暗室

110 预兼容测试最新选择CASSPER虚拟暗室
最早为美国空军研究所开发 符合CISPR 16要求的EMI接收机， 能进行全兼容测试 辐射测试、传导测试 —— CISPR标准 —— FCC标准 —— 用户自定义标准 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

111 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
背景噪声抑制模式 在不具备暗室测量条件的情况下，进行辐射测试 识别相位，傅立叶方法剔除“背景信号函数” 即使有很强的背景信号，也能测量EUT的辐射 有多个背景噪声源时，一样适用 背景噪声 背景噪声 EUT 天线 背景天线 EUT 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

112 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
背景抑制模式天线布放示意图 3米 30米 EUT 天线 背景天线 EUT CH A CH B CASSPER接收机 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

113 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
背景抑制举例 EUT信号被背景噪声淹没的情况【可以抑制背景噪声达 40 dB】 背景＋EUT 恢复的EUT信号 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

114 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
干扰源定位方式 仅仅从频率识别是不够的 相同频率的信号未必是相关的 用相关性来识别EMI干扰源 相关性功能 需要2个通道同时测量 相关性范围：0到1 用相关性指标来确定两个信号是否来自同一个源 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

115 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
干扰源定位案例 12dB 3m 20dB衰减器 通道A：远场天线；通道B：近场探头 哪个时钟产生的EMI【 72MHz＝8M×9或24M×3】 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

116 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
干扰源定位举例 24MHz时钟 远场收到的信号 近场收到的信号 相关性很差 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

117 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
干扰源定位举例 带衰减器的8MHz 时钟 远场收到的信号 近场收到的信号 相关性很差 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

118 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
干扰源定位举例 无衰减器的8MHz时钟 远场收到的信号 近场收到的信号 相关性很高 找到干扰源 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

119 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
零跨距（Zero-Span）方式 在ZERO-SPAN方式仔细检查EUT的问题频率（峰值和准峰值）的情况 对每个潜在的问题频率逐个检查 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

120 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
全兼容 测试 预兼容发射测试 场地准备 预兼容传导测试 背景滤除 排除EMI 问题 发现问题 频率？ 干扰源 定位 完成预兼容测试 ZERO-SPAN扫描 完成全兼容测试 Y 开始 N CASSPER工作流程 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

121 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
CASSPER特点 不需要暗室，测量任意体积的设备/系统 国军标、FCC、CISPR 携带方便，现场测试 操作方便，Windows界面 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

122 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
移动式大型EMC实验室 移动式 体积小，携带方便 对环境没有要求 大型 EUT的体积可以任意大 构建成一个虚拟的大型开阔场 综合EMC实验室 EMC预兼容测试（远场测量） 电磁干扰源定位（近场测量） 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

123 DSI产品 全球最尖端的EMI接收机技术

124 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
顶级EMI接收机——DSI600 频率范围20Hz－2G / 27G / 40GHz 噪声系数：9dB，整体小于13dB RS产品：22－50dB 精度SNR>10dB时，±2dB RS产品:SNR>15dB 符合所有EMC标准的EMI接收机 一体化设计 Windows界面 菜单式选择测试标准 不依赖EMC标准 不依赖产品手册 不需要前置放大器 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

125 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
EMI接收机——DSI-2020 频率范围1kHz－2GHz 符合民品EMC测试要求 背景噪声滤除功能 预兼容测试和全兼容测试 传导测试和辐射测试 4个检波器 极低的噪声系数 极高的灵敏度 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

126 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
全球最灵敏的RF测量系统 DSI-110射频信号自动测量系统 负SNR接收RF信号 信息终端解码及还原 传真机，显示器 扩频、跳频解码及还原 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

127 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
最灵敏的天线组 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

128 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
容向系统科技有限公司 Compliance Direction —— Direct to EM_Compliance 容向 —— 致力于电磁兼容方向，专业提供： EMI测试全套解决方案 EMI调试全套解决方案 专家级的技术支持和售后服务 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

129 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
公司介绍 世界领先的电磁扫描系统供应商 生产全球设计工程师公认的最先进最实用的电磁兼容扫描系统——EMSCAN 帮助设计工程师排除设计问题，并及早通过EMC标准测试。 Emscan电磁兼容扫描系统已在通信、汽车、办公电器以及消费电子等工业领域得到广泛应用。 从1989年开始，EMSCAN不断改进扫描速度、频率范围和EMI的图像显示。 Emscan总部位于加拿大 Calgary 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

130 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
SARA公司介绍 Scientific Applications & Research Associates, (SARA) Inc. 科学应用与研究联合公司 美国加利福尼亚，硅谷 SARA集中了电子、新材料、工程等行业的顶尖科学家，其产品主要覆盖了电磁、新能源、武器探测、对地探测等多个高精尖领域。 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

131 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场
DSI公司 美国动态科学有限公司 全球唯一TEMPEST【信息设备防泄露】测试设备供应商【DSI-1550】 30年的EMI接收机经验 测试B-2隐形轰炸机，布什颁奖 全球最尖端EMI接收机 最灵敏，最精确 容向系统——电磁兼容专家，不仅仅是因为我们能实时看见电磁场

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