1、为什么要对产品做电磁兼容设计？

答：满足产品功能要求、减少调试时间，使产品满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。

2、对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行？

答：电路设计（包括器件选择）、软件设计、线路板设计、屏蔽结构、信号线/电源线滤波、电路的接地方式设计。

3、在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？

答：因为要描述的幅度和频率范围都很宽，在图形上用对数坐标更容易表示，而dB 就是用对数表示时的单位。

4、一个刚涉足PCB设计的新手，想请教一下，要想做好PCB设计应该多多掌握哪方面的知识?另外，在PCB设计中遇到的关于安规方面的知识一般在哪里能找到?盼望您 的指点，不胜感激!

答：对于PCB设计应该掌握：

① 熟悉与掌握相关PCB设计软件，如POWERPCB/CANDENCE等；

② 了解熟悉所设计产品的具体架构，同时熟悉原理图电路知识，包含数字与模拟知识；

③ 掌握PCB加工流程、工艺、可维护加工要求；

④ 掌握PCB板高速信号完整性、电磁兼容(emi与ems）、SI、PI仿真设计等相关的知识；

⑤ 如果相关工作涉及射频，还需掌握射频知识；

⑥ 对于PCB设计地的安规知识主要看GB4943或UL60950，一般的绝缘间距要求通过查表可以得到！

5、电磁兼容设计基本原则

答：电子线路设计准则电子线路设计者往往只考虑产品的功能，而没有将功能和电磁兼容性综合考虑，因此产品在完成其功能的同时，也产生了大量的功能性骚扰及其它骚扰。

而且，不能满足敏感度要求。电子线路的电磁兼容性设计应从以下几方面考虑：

元件选择在大多数情况下，电路的基本元件满足电磁特性的程度将决定着功能单元和最后的设备满足电磁兼容性的程度。选择合适的电磁元件的主要准则包括带外特性和电路装配技术。

因为是否能实现电磁兼容性往往是由远离基频的元件响应特性来决定的。而在许多情况下，电路装配又决定着带外响应（例如引线长度）和不同电路元件之间互相耦合的程度。具体规则是：

① 在高频时，和引线型电容器相比，应优先选用引线电感小的穿心电容器或支座电容器来滤波。

② 在必须使用引线式电容时，应考虑引线电感对滤波效率的影响。

③ 铝电解电容器可能发生几微秒的暂时性介质击穿，因而在纹波很大或有瞬变电压的电路里，应该使用固体电容器。

④ 使用寄生电感和电容量小的电阻器。片状电阻器可用于超高频段。

⑤ 大电感寄生电容大，为了提高低频部分的插损，不要使用单节滤波器，而应该使用若干小电感组成的多节滤波器。

⑥ 使用磁芯电感要注意饱和特性，特别要注意高电平脉冲会降低磁芯电感的电感量和在滤波器电路中的插入损耗。

⑦ 尽量使用屏蔽的继电器并使屏蔽壳体接地。

⑧ 选用有效地屏蔽、隔离的输入变压器。

⑨ 用于敏感电路的电源变压器应该有静电屏蔽，屏蔽壳体和变压器壳体都应接地。

⑩ 设备内部的互连信号线必须使用屏蔽线，以防它们之间的骚扰耦合。

⑪ 为使每个屏蔽体都与各自的插针相连，应选用插针足够多的插头座。

6、我现在在对外壳有一圈金属装饰件的机器做静电测试，测试中遇到：接触放电4k时32k晶振没问题，空气放电8k停振的问题，如何处理？

答：有金属的话，空气放电和接触放电效果差不多，建议你在金属支架上喷绝缘漆试试。

7、PCB设计中如何解决高速布线与EMI的冲突？

答：因EMI所加的电阻电容或ferrite bead， 不能造成信号的一些电气特性不符合规范。

所以， 最好先用安排走线和PCB叠层的技巧来解决或减少EMI的问题， 如高速信号走内层。最后才用电阻电容或ferrite bead的方式， 以降低对信号的伤害。

8、若干PCB组成系统，各板之间的地线应如何连接？

答：各个PCB板子相互连接之间的信号或电源在动作时，例如A板子有电源或信号送到B板子，一定会有等量的电流从地层流回到A板子 (此为Kirchoff current law)。

这地层上的电流会找阻抗最小的地方流回去。所以，在各个不管是电源或信号相互连接的接口处，分配给地层的管脚数不能太少，以降低阻抗，这样可以降低地层上的噪声。

另外，也可以分析整个电流环路，尤其是电流较大的部分，调整地层或地线的接法，来控制电流的走法(例如，在某处制造低阻抗，让大部分的电流从这个地方走)，降低对其它较敏感信号的影响。

9、适当选择PCB与外壳接地的点的原则是什么？

答：选择PCB与外壳接地点选择的原则是利用chassis ground提供低阻抗的路径给回流电流(returning current)及控制此回流电流的路径。

例如，通常在高频器件或时钟产生器附近可以借固定用的螺丝将PCB的地层与chassis ground做连接，以尽量缩小整个电流回路面积，也就减少电磁辐射。

10、EMI的问题和信号完整性的问题，是相互关联的，如何在定义标准的过程中，平衡两者?

答：信号完整性和EMC虽然关系很强，但是信号完整性一直都没有特别强制的标准发布。至于信号完整性和EMI两者如何平衡，这不是测试规范的事，如果要达到二者平衡，最好在满足信号完整性的要求下降低信号上升和下降沿。

11、PCB设计中当一块PCB板中有多个数/模功能块时，常规做法是要将数/模地分开，原因何在？

答：将数/模地分开的原因是因为数字电路在高低电位切换时会在电源和地产生噪声，噪声的大小跟信号的速度及电流大小有关。

如果地平面上不分割且由数字区域电路所产生的噪声较大而模拟区域的电路又非常接近，则即使数模信号不交叉， 模拟的信号依然会被地噪声干扰。

也就是说数模地不分割的方式只能在模拟电路区域距产生大噪声的数字电路区域较远时使用。

12、在高速PCB设计时，设计者应该从哪些方面去考虑EMC、EMI的规则呢？

答：一般EMI/EMC设计时需要同时考虑辐射(radiated)与传导(conducted)两个方面. 前者归属于频率较高的部分(>30MHz)后者则是较低频的部分(<30MHz)。

所以不能只注意高频而忽略低频的部分.一个好的EMI/EMC设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置， PCB迭层的安排， 重要联机的走法， 器件的选择等， 如果这些没有事前有较佳的安排， 事后解决则会事倍功半， 增加成本.。

例如时钟产生器的位置尽量不要靠近对外的连接器， 高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配与参考层的连续以减少反射， 器件所推的信号之斜率(slew rate)尽量小以减低高频成分， 选择去耦合(decoupling/bypass)电容时注意其频率响应是否符合需求以降低电源层噪声。

另外， 注意高频信号电流之回流路径使其回路面积尽量小(也就是回路阻抗loop impedance尽量小)以减少辐射. 还可以用分割地层的方式以控制高频噪声的范围. 最后， 适当的选择PCB与外壳的接地点(chassis ground)。

13、PCB设计时，怎样通过安排叠层来减少EMI问题？

答：首先，EMI要从系统考虑，单凭PCB无法解决问题。层叠对EMI来讲，我认为主要是提供信号最短回流路径，减小耦合面积，抑制差模干扰。另外地层与电源层紧耦合，适当比电源层外延，对抑制共模干扰有好处。

14、在做pcb板的时候，为了减小干扰，地线是否应该构成闭环形式？

答：在做PCB板的时候，一般来讲都要减小回路面积，以便减少干扰，布地线的时候，也不 应布成闭合形式，而是布成树枝状较好，还有就是要尽可能增大地的面积。

15、PCB设计中，如何避免串扰？

答：变化的信号（例如阶跃信号）沿传输线由A到B传播，传输线C-D上会产生耦合信号，变化的信号一旦结束也就是信号恢复到稳定的直流电平时，耦合信号也就不存在了，因此串扰仅发生在信号跳变的过程当中，并且信号沿的变化（转换率）越快，产生的串扰也就越大。

空间中耦合的电磁场可以提取为无数耦合电容和耦合电感的集合，其中由耦合电容产生的串扰信号在受害网络上可以分成前向串扰和反向串扰Sc，这个两个信号极性相同；由耦合电感产生的串扰信号也分成前向串扰和反向串扰SL，这两个信号极性相反。

耦合电感电容产生的前向串扰和反向串扰同时存在，并且大小几乎相等，这样，在受害网络上的前向串扰信号由于极性相反，相互抵消，反向串扰极性相同，叠加增强。串扰分析的模式通常包括默认模式，三态模式和最坏情况模式分析。

默认模式类似我们实际对串扰测试的方式，即侵害网络驱动器由翻转信号驱动，受害网络驱动器保持初始状态（高电平或低电平），然后计算串扰值。这种方式对于单向信号的串扰分析比较有效。三态模式是指侵害网络驱动器由翻转信号驱动，受害的网络的三态终端置为高阻状态，来检测串扰大小。

这种方式对双向或复杂拓朴网络比较有效。最坏情况分析是指将受害网络的驱动器保持初始状态，仿真器计算所有默认侵害网络对每一个受害网络的串扰的总和。这种方式一般只对个别关键网络进行分析，因为要计算的组合太多，仿真速度比较慢。

16、在EMC测试中发现时钟信号的谐波超标十分严重，只是在电源引脚上连接去耦电容。在PCB设计中需要注意哪些方面以抑止电磁辐射呢？

答：EMC三要素为辐射源、传播途径和受害体。传播途径分为空间辐射传播和电缆传导。所以要抑制谐波，首先看看它传播的途径。电源去耦是解决传导方式传播，此外，必要的匹配和屏蔽也是需要的。

17、在PCB设计中，通常将地线又分为保护地和信号地；电源地又分为数字地和模拟地，为什么要对地线进行划分？

答：划分地的目的主要是出于EMC的考虑，担心数字部分电源和地上的噪声会对其它信号，特别是模拟信号通过传导途径有干扰。

至于信号和保护地的划分，是因为EMC中ESD静放电的考虑，类似于我们生活中避雷针接地的作用。无论怎样分，最终的大地只有一个。只是噪声泄放途径不同而已。

本文由广州佳誉医疗器械有限公司/佛山浩扬医疗器械有限公司联合编辑