EMC 基础知识介绍幻灯片

1、EMC 基礎知識介紹,1,何為EMC?, EMC - Electro Magnetic Compatibility 電磁兼容性 EMC是指一個電氣設備或系統在其電磁 環境中能正常工作且不對該環境中任何 事務構成不能承受的電磁擾動的能力.,2,何為EMC?(續), EMC = EMI + EMS EMI Electro Magnetic Interference 電磁干擾 EMS Electro Magnetic Susceptibility 電磁耐受,3,EMI&EMS解釋,4,5,6,7,8,标准编号的识别,9,哪些產品需要EMC測試?,EMC測試對象: Digital Device 所謂D

2、igital Device是指采用或能夠產生Clock rate在9kHz以上且以數位技術制成的電子機器.,Class A Digital Device-供商業、工業或營業的 環境中所使用的數位裝置. Class B Digital Device-供住宅環境中所使用的 數位裝置.(PSone、PS2均屬於Class B),10,哪些產品需要EMC測試?,ITE,電腦類: -PC機,服務器等. 周邊產品: -列印機,掃描儀,鍵盤等. 零部件: -圖形卡,網卡等.,Wireless,移動無線應用: -手機,Bluetooth,DECT,W-LAN等. 固定無線應用: -Basestations等.

3、 網絡通信設備: -電話機,傳真機,Modems等.,Concumer Household,無線電-&電視傳播接收器: -收音機,電視機,Set Top Boxes等. 相關聯設備: -CD播放機,DVD,錄像機,攝像機等. 家用電器類: -電冰箱,電子Drill設備等.,11,哪些產品需要EMC測試?,Automotive,機動車: -小汽車,貨車,卡車等. 汽車零件: -傳感器,電子防盜設備,Airbag等.,Military, Army: -Vehicles,Components. Navy: -Components. Airforce: -Aircraft, Components.,M

4、edical,醫療設備: -心電圖, Pacemaker等. Hearing Aids.,12,音視頻類產品EMC測試項目List :,Standard 分為EMI (電磁干擾測試) & EMS (電磁相容測試) 兩部份, 1. EMI部份為 EN55013 2. EMS部份為 EN55020,音視頻類指的是: 聲音和電視廣播接收機及有關設備,13,EMI測試法規 EN55013中文解釋 : EN55013: Conducted Disturbance Test (150kHz 30MHz) Disturbance Power Test ( 30MHz 300MHz), 每一條Cable 都要

5、測 Radiated Disturbance Test (30MHz 1000MHz), 3m 的距離 (天線到EUT) Harmonic Test (電源諧波測試 EN61000-3-2) Flicker Test (電壓變動測試 EN61000-3-3),音視頻類產品EMC測試項目List :,14,音視頻類產品EMC測試項目List :,EMS測試法規 (EN55020) 中文解釋 : 1) ESD Test (靜電測試) 2) Radiated Electromagnetic Field Immunity, Keyed Carrier (Enclosure Port, 900MHz,

6、3V/m, duty cycle 1/8, 217Hz repetition frequency) 3) EFT Test (電子快速脈衝測試, Electrical Fast Transients/Bursts) 4) Input Immunity (S1), 天線端子 5) Immunity From Conducted Voltages (S2a) 6) Immunity From Conducted Currents (S2b) 7) Immunity From Radiated Fields (S3) 8) Screening Effectiveness (S4),15,16,標準檢

7、驗局(BSMI)在台北汐止之10m Chamber,17,Turn Table/Ant Mast 旋轉桌及天線架,直徑及載重： 直徑3m至5m 、載重1000kg以上、依所需之待測物而規劃 電源出入方式、 信號線出入方式： 接地方式：彈片、電刷、維護方式及簡易度 控制方式： 電氣信號、 光纖信號 嵌入式或地面式、轉速,18,Power Line Filter電源濾波器,數量及容量 待測物使用： 110VAC 、230VAC 、3相電源、DC電源 旋轉桌及天線架使用 照明燈光使用 內部之備用電源插座,19,ISL在龍潭渴望園區之EMC實驗室(校正),20,ETS承建之10m Chamber,21

8、,22,吸波材料Absorber 、Ferrite Tile,單一角錐吸波材、或是複合型 只用角錐吸波材所需之長度較長， 超過2m， 會縮減Chamber內部之可活動面積，並且Shield Enclosure所需之尺寸較大，低頻段之特性較差，量測值較不準，但價格會便宜許多 使用複合材料為綜合Absorber及Ferrite Tile ，價格高，重量較重，有最佳之EMI特性 防火特性及抗濕特性(NRL 8093 Tests 1,2,3、 IEC 60068-2-3),23,吸波材料耐燃特性之比較,24,所需費用概估,25,26,場地需求,在地面層、400坪以上之廠房面積，及適當之停車空間。足夠之

9、電力設施。 10m Chamber 所需地面面積為長20m，寬17m，室內淨高9m。約100坪大小。但10m Chamber不應單獨存在，應有9x6x6 或7x4x3 Chamber作為對策與初測使用，及與EMS測試隔離室設置在同一區域，在使用上才具有方便性。,27,28,29,30,31,1-1.EMC基本概念-EMC三要素,EMC三要素：电磁干扰源，耦合路径，接收器。缺任何一个都够不成EMC问题。 PCB板的EMC设计也针对这三个要素来进行。 EMI 的本质就是控制电磁能量. 三大手段:接地,屏蔽,滤波.,32,33,V与R,C,L的关系,34,电阻为耗能元件 电容以电场形式存储能量 电容

10、的电压不能瞬间改变 电压不变时电流为零 电感以磁场形式存储能量 电感的电流不能瞬间改变 电流不变时电压为零,35,R,C,L阻抗,電容為高通元件 電感為低通元件,36,电场、电场强度,电场 电荷的周围存在电场，电场的基本性质：1.对放其内的任何电荷都有作用力。2.电场力对移动电荷作功 电场强度 试验电荷(电荷量为q)放到场点P处,受力为f,则P点处场强E=f/q,单位为V/m 注：场强是描述场中各点电场的强弱的物理量，与试验电荷无关,37,描述波动的物理量,1、波速：u 振动状态（位相）传波的速度 （大小由媒质的性质决定),2、波长： 同一波线上，两相邻的位相差为2 的质点间的距离 （一个完整

11、的波的长度 ）,3、周期：T 波传播一个波长所用的时间,4、频率： 单位时间内，波推进的距离中包含的完整的波长的数目,38,EMC基本概念-波长和频率,波长和频率的换算 f（MHz）300/（m） （m）300/ f（MHz） PCB设计中，任意走线长度大于/20波长的信号都需要重点关注。,39,近场与远场的概念,电磁波在小于距场源/2的距离内称为近场。 电磁波在大于距场源/2的距离内称为远场。,40,共模和差模的含义,电压电流的变化通过导线传输时有二种形态，我们将此称做“共模”和“差模”。 设备的电源线、电话等的通信线、与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路，至少有两根导线，这两根导线作为往

12、返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体，这就是“地线”。干扰电压和电流分为两种：一种是两根导线分别做为往返线路传输；另一种是两根导线做去路，地线做返回路传输。前者叫“差模”，后者叫“共模”。,41,法規限值（以RE為例）,42,分贝（dB）的概念,分贝的定义：分贝数=10lg(P2/P1) P2、P1是两个功率数值，对于电流或电压，定义如下： 电压增益的分贝数=20lg(V2/V1) 电流增益的分贝数=20lg(I2/I1) 使用分贝的好处是，用较小的坐标可以描述很宽的范围。由于在EMC中，干扰的幅度范围和频率范围都很宽，因此用分贝表示幅度，而用对数坐标轴表示频率更加方便。,

13、43,44,1-4.EMC基本概念-PK值,QP值,PK: 1:PK(峰值),EMI TEST 读的值是PK(峰值), PK測試速度比QUASI-PEAK(QP)或 平均值(AVG) 模式快. 2:NOISE 信號在頻譜分析儀或EMC分析儀,一般都以PK值來顯示. 3:如果所有的信號都遠低於限制線,則不需用QP方式來做測試. 4:常用于电波暗室(EMI CHAMBER)中. QP: 1:各國EMI/EMC法規皆依據QUASI-PEAD(QP)測試模式所測出來的值為標準. 2:QP所測的值,是測量信號的重複率, 3:高振幅高重覆率,所測的值與PK相差不遠, 4:高振幅低重覆率,所測的值與PK有所差距. 5:通常QP與PK值,所測出來的值,相差34dB甚至更多(因信號種類不同,而有所差異) 6:QP測試的時間比PK測試的時間,速度慢了兩三倍,但較精準. 7:常用於open site(open test area site)中,45,dB解釋,某一點超法規線ndB，那么該點的能量是法規線處能量的倍數為： 10(n/20) 6dB 4dB -4