淺談EMC電磁兼容設(shè)計(jì)—概念篇
EMC(Electro Magnetic Compatibility)——電磁兼容，是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中，按設(shè)計(jì)要求正常工作的能力。就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經(jīng)形成一門新的學(xué)科，也是一門以電磁場(chǎng)理論為基礎(chǔ)，包括信息、電工、電子、通信、材料、結(jié)構(gòu)等學(xué)科的邊緣科學(xué)，同時(shí)也是一門實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，需要產(chǎn)品工程師具有豐富的實(shí)踐知識(shí)。
電磁兼容的中心課題是研究如何控制和消除電磁干擾，使電子設(shè)備或系統(tǒng)與其他設(shè)備聯(lián)系在一起工作時(shí)，不導(dǎo)致設(shè)備或系統(tǒng)的任何部分的工作性能的惡化或降低。
一個(gè)設(shè)計(jì)理想的電子設(shè)備或者系統(tǒng)應(yīng)該既不發(fā)射任何不希望的能量，又應(yīng)該不受任何不希望有的能量的影響。當(dāng)然，在電子設(shè)備或系統(tǒng)出廠前，衡量其EMC性能好壞的主要依據(jù)就是EMC測(cè)試結(jié)果。這些測(cè)試，就是衡量一個(gè)產(chǎn)品模擬產(chǎn)品在實(shí)際工作環(huán)境中發(fā)生的一些騷擾和干擾，如下圖所示：
一般電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)不考慮EMC問題，就會(huì)導(dǎo)致EMC測(cè)試失敗，以致不能通過相關(guān)法規(guī)的認(rèn)證，而不能出廠銷售。即使這種產(chǎn)品應(yīng)用到實(shí)際工作環(huán)境中，也會(huì)出現(xiàn)一些實(shí)際問題。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要不斷地研究出實(shí)用的方法來消除電磁干擾和騷擾。例如，工程師們根據(jù)需求設(shè)計(jì)出了效果良好的濾波電路，置于產(chǎn)品I/O接口的前級(jí)，可使大多數(shù)因傳導(dǎo)而進(jìn)人系統(tǒng)的干擾噪聲消除在電路系統(tǒng)的人口處;設(shè)計(jì)出了隔離電路（如變壓器隔離和光電隔離等）解決通過電源線、信號(hào)線和地線進(jìn)人電路的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)阻止因公共阻抗、長(zhǎng)線傳輸而引起的干擾;設(shè)計(jì)出了能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量;或通過選擇元器件和合理安排電路系統(tǒng)，使干擾的影響減小。
目前，衡量一個(gè)產(chǎn)品的EMC的性能主要從以下兩個(gè)方面來考慮。
(1）EMI (Electro Magnetic Interference)——電磁干擾性能。即處在一定環(huán)境中的設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，不應(yīng)產(chǎn)生超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)所要求的電磁能量干擾。這樣的電磁干擾有：
從電源線傳導(dǎo)出來的電磁騷擾;
從信號(hào)線、控制線傳導(dǎo)出來的騷擾;
從產(chǎn)品殼體（包括產(chǎn)品中的所有電纜）輻射出來的騷擾;
從電源端口傳導(dǎo)出來的諧波電流（Harmonic);
電源端口產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃爍（Fluctuation and Flicker)。
（2）EMS Electro Magnetic Susceptibility)—電磁抗擾度性能。即處在一定環(huán)境中的設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，設(shè)備或系統(tǒng)能承受各種類型的電磁能量干擾。這種電磁能量干擾主要有：
靜電放電（ESD）;
電源端口的電快速瞬變脈沖群;
信號(hào)線、控制線端口的電快速瞬變脈沖群;
電源端口的浪涌和雷擊;
信號(hào)線、控制線端口的浪涌和雷擊;
從空間傳遞給產(chǎn)品殼體的電磁輻射;
電源端口傳入的傳導(dǎo)干擾;
電源端口的電壓跌落與中斷。
EMC 設(shè)計(jì)則是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，利用一定的設(shè)計(jì)技巧和額外的技術(shù)手段提高產(chǎn)品的EMC性能（包括產(chǎn)品的抗干擾能力和產(chǎn)品的抗騷擾水平)，并能在一定環(huán)境中按照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)期望正常運(yùn)行。為了衡量到達(dá)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境前產(chǎn)品的EMC性能，則需要進(jìn)行EMC測(cè)試。對(duì)應(yīng)于以上產(chǎn)品各項(xiàng)EMC指標(biāo)，EMC測(cè)試通常也有如下兩個(gè)方面。
(1）EMI電磁干擾測(cè)試
電源線傳導(dǎo)騷擾（CE)測(cè)試;
信號(hào)、控制線傳導(dǎo)騷擾（CE）測(cè)試;
輻射騷擾（RE）測(cè)試;
諧波電流（Harmonic）測(cè)試;
電壓波動(dòng)和閃爍（Fluctuation and Flicker）測(cè)試。
(2）EMS電磁抗擾度測(cè)試
靜電放電（ESD)抗擾度測(cè)試;
電源端口的電快速瞬變脈沖群（EFT/B)抗擾度測(cè)試;
信號(hào)線、控制線的電快速瞬變脈沖群（EFT/B）抗擾度測(cè)試;
電源端口的浪涌（SURGE)和雷擊測(cè)試;
信號(hào)線、控制線的浪涌（SURGE）和雷擊測(cè)試;
殼體輻射抗擾度（RS)測(cè)試;
電源端口的傳導(dǎo)抗擾度（CS)）測(cè)試;
信號(hào)線、控制線的傳導(dǎo)抗擾度（CS)測(cè)試;
電源端口的電壓跌落與中斷測(cè)試（DIP)。
在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，為獲得良好的EMC性能和成本比，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)是重要的。
電子產(chǎn)品的EMC性能是設(shè)計(jì)賦予的。測(cè)試僅僅是將電子產(chǎn)品固有的EMC性能用某種定量的方法表征出來。對(duì)于企業(yè)規(guī)范化EMC設(shè)計(jì)來講可按照以下3步實(shí)現(xiàn)。
第1步：應(yīng)在研發(fā)前期考慮EMC設(shè)計(jì)。
如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)前期不考慮EMC問題，僅寄希望于測(cè)試階段解決（表現(xiàn)為通過整改來解決設(shè)計(jì)成型產(chǎn)品的EMC問題，這樣大量的人力和物力都投入在后期的測(cè)試/驗(yàn)證、整改階段)。那么，即使產(chǎn)品整改成功，大多情況下還是會(huì)由于整改涉及電路原理、PCB設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)模具的變更，導(dǎo)致研發(fā)費(fèi)用大大增加，周期大大延長(zhǎng)。
只有在前期產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中考慮與預(yù)測(cè)EMC問題，把 EMC變成一種可控的設(shè)計(jì)技術(shù)，并行和同步于產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)的過程，才能一次性地把產(chǎn)品設(shè)計(jì)好。
第2步：通過設(shè)計(jì)提高電子產(chǎn)品的EMC性能，絕對(duì)不是企業(yè)內(nèi) EMC專家一個(gè)人所賦予的，因?yàn)镋MC絕對(duì)不可能脫離產(chǎn)品硬件、結(jié)構(gòu)等實(shí)物而存在。
因此，要使設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品一次取得良好的EMC性能，就需要提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師的EMC經(jīng)驗(yàn)與意識(shí)問題。如硬件工程師，除了原先必須掌握的電路設(shè)計(jì)知識(shí)外，還應(yīng)該掌握EMI和EMS抗干擾設(shè)計(jì)的基本知識(shí);PCB設(shè)計(jì)工程師需要掌握相應(yīng)的器件布局、層疊設(shè)計(jì)、高速布線方面的EMC設(shè)計(jì)知識(shí);結(jié)構(gòu)工程師也需要了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的屏蔽等方面的設(shè)計(jì)知識(shí)。
因?yàn)檫@些共同參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程師，要去實(shí)現(xiàn)EMC專家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中所提出的意見，就要理解、領(lǐng)會(huì)EMC專家所提出的建議的奧秘，并與各自領(lǐng)域的設(shè)計(jì)特點(diǎn)相結(jié)合，將所有EMC問題的萌芽消滅在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段。只有所有參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的開發(fā)人員共同提高EMC素質(zhì)，才能設(shè)計(jì)出具有高性能EMC的電子產(chǎn)品。
第3步：企業(yè)要自己建立一套規(guī)范的EMC設(shè)計(jì)體系和設(shè)計(jì)分析方法。
企業(yè)要自己建立一套規(guī)范的EMC設(shè)計(jì)體系和設(shè)計(jì)分析方法，即在研發(fā)流程中融入EMC設(shè)計(jì)分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過程，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段進(jìn)行EMC的評(píng)估和分析控制，把可能出現(xiàn)的EMC問題在研發(fā)前期進(jìn)行考慮，并預(yù)測(cè)EMC測(cè)試的失敗風(fēng)險(xiǎn)。
針對(duì)可能出現(xiàn)的EMC問題進(jìn)行前期充分考慮，并找到解決方案，從而確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)束后能夠一次性通過測(cè)試與認(rèn)證。當(dāng)然，這對(duì)于企業(yè)來講，也將減少不必要的人力及研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品上市周期。
哪些證書是電子工程師需要的呢
一、EMC工程師
EMC是電力電磁兼容性的英文縮寫，它是指電子設(shè)備在電磁環(huán)境下正常工作而不受到干擾或不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成干擾的能力。EMC工程師是指掌握電磁兼容性技術(shù)，了解電磁兼容的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，能夠進(jìn)行干擾分析和對(duì)策制定的工程師。EMC工程師的證書包括CET和EMC工程師。CET是電子信息類專業(yè)的全國(guó)統(tǒng)一考試，EMC工程師則是由中國(guó)計(jì)量認(rèn)證集團(tuán)認(rèn)證，具有一定的權(quán)威性。
二、CCF認(rèn)證
CCF認(rèn)證是由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)推出的認(rèn)證考試，它是對(duì)計(jì)算機(jī)行業(yè)人才的一種認(rèn)證制度。CCF認(rèn)證考試包括計(jì)算機(jī)二級(jí)、計(jì)算機(jī)三級(jí)、高級(jí)程序員、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)及認(rèn)證工程師等。其中，認(rèn)證工程師認(rèn)證是針對(duì)具有3年以上編程及項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的電子工程師設(shè)計(jì)的。
三、專業(yè)職業(yè)資格證書
除了上述兩種證書，電子類工程師還可以考取一些專業(yè)職業(yè)資格證書。這些證書包括國(guó)家電子電器維修、安全檢測(cè)工程師等資格證書。這些資格證書在電子行業(yè)擁有一定的認(rèn)同度和競(jìng)爭(zhēng)力，可以為工程師在職場(chǎng)上帶來一定的優(yōu)勢(shì)。
結(jié)語
電子類工程師的證書多種多樣，上述僅是其中一部分常見證書。無論是工程師還是其他專業(yè)人才，持有相關(guān)證書都可以為自己的職業(yè)生涯帶來不少好處。無論是提高自身技能，還是為自己的職業(yè)道路注入新動(dòng)力，都值得考慮。因此，是否持有相關(guān)的證書可以根據(jù)自身情況進(jìn)行判斷和選擇。
關(guān)于EMC測(cè)試工程師
EMC測(cè)試工程師即電磁兼容性測(cè)試工程師。
其職責(zé)如下：
1、 在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立操作測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)無線移動(dòng)通信產(chǎn)品進(jìn)行射頻性能測(cè)試及相關(guān)工作。
2、 實(shí)驗(yàn)室維護(hù)和管理。
3、協(xié)助項(xiàng)目經(jīng)理完成以下工作。
要求： 測(cè)試工程師(EMC測(cè)試工程師 / 移動(dòng)通信終端射頻及協(xié)議測(cè)試工程師 ）：
(1) 精通各種移動(dòng)終端，包括手機(jī)，平板電腦，以及筆記本天線測(cè)試（OTA）的協(xié)議和流程
(2)熟悉PTCRB和GCF認(rèn)證協(xié)議，熟悉CTIA OTA認(rèn)證流程和標(biāo)準(zhǔn)。
(3) 熟悉微波暗室的校準(zhǔn)和紋波測(cè)試。
(4)熟悉CMU200通信綜測(cè)儀，以及頻譜分析儀，信號(hào)發(fā)生器等各種射頻儀器的使用和系統(tǒng)搭建。
電磁兼容性EMC（Electro Magnetic Compatibility），是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。
