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EMC诊断技术及电磁兼容理论设计

news 来源：原创 2024/11/18 20:43:19

一、EMC诊断技术-综述

二、EMC诊断技术之滤波篇

三、EMC诊断技术之噪声篇

四、EMC诊断技术之器件篇

五、EMC诊断技术之电容篇

六、EMC诊断技术之电感篇

七、EMC诊断技术之仪器篇

1、频谱仪测量插入损耗

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一、EMC诊断技术-综述

1、EMC如何诊断

常见的EMC问题：传导骚扰CE超标，辐射骚扰RE超标，静电干扰重启，EFT群脉冲通讯中断，浪涌损坏，辐射抗扰度RS不稳定。

进一步问题：噪声源在哪里？噪声是如何传播的？噪声的差模和共模分量？噪声的时域特性？敏感部位在哪里？属于哪种性质的敏感？干扰时如何入侵的？如何进行器件造型？

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2、EMC诊断技术

EMC法规依据：CISPR16-1，GB/T 6113.1，GB/T 7343；

噪声源：定位、差模与共模、时域与频域

路径：共模路径与差模路径，近场与远场

敏感：敏感部位、敏感性、侵入方式和路径

器件选型：高频特性、共差模特性、瞬态特性、可靠性

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二、EMC诊断技术之滤波篇

1、EMI滤波如何抑制噪声

三大EMC手段：屏蔽、滤波和接地

2、EMI滤波器如何设计、选型和测试

3、EIM滤波电感如何设计、选型和测试

4、EMI滤波器应用需要注意哪些

5、如何进一步优化EMI滤波器

6、总结

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三、EMC诊断技术之噪声篇

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四、EMC诊断技术之器件篇

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五、EMC诊断技术之电容篇

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六、EMC诊断技术之电感篇

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七、EMC诊断技术之仪器篇

1、频谱仪测量插入损耗

使用EMC工程师常备的频谱仪(比如AT6030D)和简单的夹具就能进行插损(即插入损耗Insertion Loss)测试的方法，能够对于各种被动器件如电容、电感、滤波器等的频率响应参数进行简单方便快捷的测试，能够以极低成本投入提高我们的EMC设计和诊断整改效率，改善长久以来EMC设计过程缺乏数据支撑的不利局面。该插损测试系统仅包含一台带跟踪源的频谱仪和两种夹具以及所需的同轴线缆，实际配置如下图所示。

简单插损测试系统布置图

频谱分析仪是EMC工程师用于EMI发射的测试和诊断必备的基础测试工具。除利用频谱仪的射频信号测量功能之外，频谱仪可以按如下要的要求进行选型配置或选件功能以极低的成本投入扩展得到插损测试功能：

（1）频谱仪应当具有tracking generator 跟踪源功能（跟踪源可以是内置在频谱仪中的一个宽带噪声源，也可以是内部同步扫频单频率信号）。

（2）建议带简单的类似网络分析仪的归一化功能，能够直接对夹具等分布参数进行补偿而无需再数据处理。

（3）应当具备对数频率轴（因为大部分的被动器件的响应都是指数或对数函数，对数频率轴上才能显示为直线，线性轴上的曲线不便于分析）。

（4）建议有多个轨迹功能，方便进行测试比对。

典型的带跟踪源的频谱仪打开跟踪源并进行归一化之后的界面

插损测试的夹具有两种，一种是设计为适用各种体积大小被测器件的宽度可调的夹具，但典型频率应用在200MHz以下；一种是采用同轴设计的小口径夹具，仅适用小体积器件测试，但应用频率能到6GHz。实际中可以参考下图的两种夹具，或依据插损结果制作精度范围更高的夹具。

频谱仪插损测试方法非常简单，先利用归一化功能将夹具和同轴电缆的损耗进行自动补偿（类似矢量网络分析仪测试之前的校准，将夹具和引线的杂散参数c补偿归零），然后要将测器件接入即可（如电容接在夹具芯线和地之间，电感串接在芯线中，三端口器件按功能接入等），归一化水平线和频谱轨迹线的差值即为器件接入产生的插损值。该方法也可以用于校准衰减器、小功率放大器等。由于跟踪源和频谱仪射频测量端口都是50Ω阻抗，因此这种方法测试出来的插损都是在50Ω源阻抗、负载阻抗下的结果，工程应用中需要注意于实际应用环境的阻抗差异。当然也可以使用特制的探头在线对板级或产品级的器件进行实地插损测量，如板载滤波器的真实插损等。通过插损测试方法，我们可以方便快捷地验证理论设计与工程实践之间的差异并及时进行设计改善，为我们EMC研发活动提供强有力的过程数据支持。

常用EMC元器件的插损实测结果：

（1）SMD贴片电容