EMI生产的原因与预防

只看该作者 · 2018-11-26 22:11

EMI（Electro Magnetics Interfrence），即电磁干涉。随着IC器件集成度提高、设备小型化和器件运行速度加快，电子产品中的EMI问题也更加严重。对于PCB而言，EMI是如何产生的呢？

外部的传输线或者PCB的印制线存在RF电流（射频电流），电流流到负载后返回源头，这样就形成了闭合电流环路，也就产生磁场，从而也就产生辐射电场。因为PCB印制线与电流路径存在一定的物理距离，磁通耦合不能达到100％，未被耦合的RF电流就是引起电磁干扰的主要原因。
那么，在PCB的设计与生产过程中，应该如何避免与控制EMI呢？可以从以下几方面着手：
首先，在器件的选择上，在保证电路性能的前提下，应尽量使用低速芯片，采用合适的驱动接收电路。因为EMI的辐射强度如果高于30MHz，电路板上的布线可能成为发射天线，从而丧失正常的功能。器件的速率降低，EMI也会相应减小。
可以增加地线层数量，将信号层紧邻地平面层可以减少EMI辐射。电源层和地线层紧邻耦合，可降低电源阻抗，从而降低EMI。
第三，合理的布局可控制EMI，主要注意：模拟电路应与数字电路隔开，时钟线远离敏感电路，大电流、大功耗电路避免布置在中心区域，多电源器件要跨在电源分割区域边界布置。
第四，在布线时，需要注意：对高速信号线进行阻抗控制；按照不同信号的敏感程度，将其与干扰源、敏感系统等分离；了解每一关键信号的流向，对于关键信号要靠近回流路径布线，确保其环路面积最小。

1万 · 2018-11-28 18:12

EMI应该从来就不是一个问题。

谢谢大家·！

教科书受害者们的说法而已。

任何电路，无论PCB还是什么。

正常人，就不可能留一个大面积的“空白区域”，就是说，这个区域没有铜。

正常人，必定会加粗“电源线和地线”，而且不留“无铜的空白区域”，即PCB中，除了线之间的“间隙”之外，都是铜。

正常人，而且还懂电路的人，一定会“单点接地”。

教科书及其受害者们，因为不懂装懂，所以必定“大面积接地”并且还使用“接地或电源的平面”。

无论电源还是ＧＮＤ，都要单点连接，但ＰＣＢ中，除了线之间的“间隙”外，都是铜，即ＰＣＢ中，任何无铜的地带，其宽度只有一个最小的数值，例如０．２５４ｍｍ。

只要按照本大师如上教导进行ＰＣＢ的布线工作，就没有ＥＭＩ的问题。

即使有，你也解决不了，所以，就意味着，按照本大师的上述教导，就没有ＥＭＩ问题。

再次感谢大家！　

1万 · 2018-11-28 18:27

谈到ＥＭＩ的问题。

谢谢大家！

教科书及其受害者们就把责任归到ＰＣＢ上。

你就那么相信ＩＣ的内部电路布局合理？

ＩＣ内部，肯定就是单点接地或单点接电源，而没有接地平面和电源平面。

只有ＰＣＢ才可能存在接地和电源平面。

如果ＩＣ的电气布局，确实合理，那么其必定就是“单点接地和接电源”则是主要缘故。

这同时也就是ＰＣＢ需要学习的地方。

再次感谢大家！　

1万 · 2018-11-28 18:35

过去大家谈论ＥＭＩ问题。

谢谢大家！

主要还是因为在过去，数字电路和计算机电路，通常都是“总线形式”。

例如８位的ＣＰＵ，就需要８位的数据总线，而且还是箱式的板卡结构。

机箱背板就有至少８位的数据总线。

有很多总线标准，例如IBMPC的ISA总线，PCI总线，STD总线，很多种，这些总线因为很长，所有“传输线”的问题，但解决方法也很简单，无非就是串联一个电阻而已。

至于这些很长的总线的“串扰”问题，其实并非存在，如果不能真实理解“单点接地和接电源”的概念，你无论使用４层板，６层板，还是８层板，你们所谓的ＥＭＩ问题还是解决不了。

多层板，仅仅就是在线很多的情况下，走线方便，但更不容易找到“最优方式”，层数越多，越难以找到“最佳的布线方式”。

布线问题，不是艺术问题，而是一个技术问题，单点接地和接电源的概念很重要，与信号的回流和回路面积问题关系不大，因为正常人不可能留空白的无铜区域。

能用４层板，或２层板，解决电路的布线问题，才算本事。

如果计算机主板，能用４层板解决，那么你肯定就是一个真正的电路专家。

用多层板解决电路问题，不算本事，更像一个教科书受害者的作为。

当今的数字电路，更多的线路是在ＩＣ内部，ＰＣＢ的工作量并不大，教科书及其受害者们可以用多层板，例如８层板，来设计很简单的电路。

再次感谢大家！　

1万 · 2018-11-30 12:42

EMI在开关电源中还是非常棘手的，数字电路不太明显，

1万 · 2018-11-30 13:01

对于学术界和教科书受害者们来说。

谢谢大家！

开关电源的基本理念就是错误的。

驴和兄长不可兼得。

你不可能即要“效率高”，而且还没有“大幅振荡”。

效率低，在振荡小，ＥＭＩ的问题就小。

效率高，则ＥＭＩ问题严重——因为，学术界和教科书受害者们，并不理解所谓“开关电源”的效率高，其实就是一“振荡幅度大”作为方式方法的。

一个ＲＬＣ电路，通常只有增多Ｒ，才能“振荡小”，从而教科书和受害者们，才会得到他们所谓的ＥＭＩ小的结论。

但增多了Ｒ，电阻增大，则效率降低。

事实上，对于实事求是的工程技术人员来说，一定要在电阻和效率问题上，得到一个最好的折中。

如此一来，开关电源才能实用化。

学术界及其教科书受害者们并不能理解这个简单的道理。

即：想提高开关电源效率，就只能ＥＭＩ增大。想见小ＥＭＩ，就要降低效率。

再次感谢大家！　

只看该作者 · 2018-11-30 13:49

效率低，只要发热远不超标，不冷却也不碍事，
高效率就像杂技，一旦有所闪失，后果足以致命！

1万 · 2018-11-30 20:11

对于数字电路来说。

谢谢大家！

由于使用的都是，触发器，寄存器电路。

数据是在触发脉冲的作用下，被锁存的，此时对于这个数字电路PCB来说，没有EMI问题，是因为，这个PCB数字电路，不可能自己干扰自己，但可能干扰其它电路，其他电路也可能干扰这个数字电路。

对于计算机电路来说，总线电路，是通过“读写”信号，进行数据的锁存的，因为锁存的时候，数据处于“直流稳定状态”，除非有其他干扰源，读写信号锁存数据的时候，不会发生错误。

因为，计算机硬件系统的工作，是在一个时钟的统一指挥下进行的，因此，这个计算机硬件PCB，因为，时钟的统一的，而且还是“异步”的工作模式，导致了，这个计算机的ＰＣＢ，不会出现，在某一个时钟作用的时候，出现ＥＭＩ问题，即：计算机电路中，因为时钟统一协调工作，不可能出现这个ＰＣＢ板，数字电路之间互相干扰的现象——这就是计算机主板，总是能正常工作，而且没有出现硬件问题的原因。

事实上也正是如此，无论，ＩＢＭｐｃ兼容机，还是工业控制用计算机，ＰＬＣ，ＤＣＳ，还是分布式计算机控制系统，从来没有出现过计算机工作的故障。ＥＭＩ对于计算机来说，几乎不存在。

如果２个异步工作的计算机，距离很近，那么可以产生ＥＭＩ问题，因为数据变化的时候，就会产生互相的干扰。因此，只要２个电子设备距离足够远，也没有ＥＭＩ问题。

因此，对于计算机系统，ＭＣＵ系统来说，ＥＭＩ问题，你可以认为不存在，如果一个计算机系统，存在异步工作的多个ＣＰＵ，那么距离比较近的情况下，可以产生ＥＭＩ问题。

让所有的数据信号的“回路”面积最小，就可以最大程度见小ＥＭＩ问题。

教科书及其受害者们所谓的“信号回路之间的串扰”问题，在不是一个问题，因为在触发锁存信号，或读写信号的作用下，数据都处于“稳定的直流状态”，串扰在“锁存”并非存在，但数据的变化，可以干扰其它电路，但因为其它电路，没有被“锁存”触发，所以，不会有任何问题——这就是人们可以非常放心地使用计算机系统，而无需担心ＥＭＩ问题的原因。

再次感谢大家！　

1万 · 2018-12-1 15:50

一个数字电路系统。

谢谢大家！

虽然如今已经不存在了，都是MCU或CPU系统，以至于所谓的FPGA系统。

工作模式，都是“异步”的“触发或者锁存”，就像一个“流水线”，没到位，则不工作，到位，就是“触发或锁存”。

一个流水生产线，各个工位，不可能“互相干扰”，CPU的数字电路，在程序的控制下，都是“异步”工作，即CPU在某一时刻，仅执行一个“IO操作”或存储器操作，而且都是在“读写”信号的控制下，即使存在问题，也可以通过延长“读写”信号的脉冲宽度，解决。

所以，CPU对于任何IO设备，每时每刻，都紧紧进行一个IO操作，此时，其他IO设备，不可能收到干扰，即使“信号线之间串扰”，因为没有被“数据锁存”，也不是问题，因此，计算器系统，自己工作的时候，不会干扰自己。

但可能受到外部干扰，解决方法，也不过就是全金属“屏蔽”而已，无论，射频干扰，还是其他高频干扰，都不成问题，而且“屏蔽的密封箱体”还要接入PE。

教科书及其受害者们，肯定没有任何能力，能想到本大师这里所教导的。因为，所有教科书都没有这样的说法。

教科书及其受害者们的所谓EMI问题，更多，是因为对于“效率和能耗以至于震荡幅度”的不理解，没有感觉，紧紧就是听教科书，特别是国产的，胡说八道，从而被国产教科书的错误EMI说法所葬送。

教科书及其受害者们的所谓EMI问题，其实更多仅仅就是“没有单点接地”而已，教科书其受害者们的多层PCB板的，接地平面，和电源平面之类的概念，都是错误的，任何电路，都只能单点接地。

教科书其受害者们，其实是被电路原理图所葬送，从而无法理解真实的电路。

再次感谢大家！

EMI生产的原因与预防

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