在测量 EMI 时,频谱分析仪充当受影响 电路,行业标准设定了分辨率带宽 (RBW)。因此,以更有 效的方式根据实际标准调制频率非常重要。一般的经验 是,使调制频率 fm 约等于目标 RBW,扩展带宽 ΔfC 约为 ±5% 至 ±10%[(1)](https://www.ti.com.cn/cn/lit/wp/zhcy146a/zhcy146a.pdf?ts=1728550857448)。 ![](https://mythidea.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/usr/uploads/EMC-1.png) CISPR 25 等标准中通常将 fm 设置在 9kHz 左右以优化低 频频带,这也恰好在可闻范围内。 ![](https://mythidea.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/usr/uploads/EMC-2.png) ## SPI 硬件减辐措施包括增加滤波器(如RC、LC和磁珠滤波),优选靠近驱动器端布置。 设计时应遵循3W布线规则,保持时钟线与信号线间距大于线宽三倍以减少串扰。 SPI线路尽量同层布线,少用过孔; SCK信号可通过控制50Ω特性阻抗来降低反射和过冲,进而减少EMI。 降低GPIO驱动速度(例如从50MHz降至2MHz)可缓和上升沿并减少高频成分,但需注意这可能影响通信功能,因此需验证波形参数。 扼流圈提高收发器的共模抑制比,为共模信号提供高阻抗,为差模信号提供低阻抗,并在高速数据线上滤波,限制过电压浪涌。 晶振 OSCIN 和 OSCOUT 两条走线要尽量短,且保持相等;包地处理,不要直接跟MCU的GND相连接。晶振表面地挖空,外围隔开地环,打孔屏蔽到主地层。 ![](https://mythidea.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/usr/uploads/EMC-3.png) ## ESD [可充分发挥ESD保护元件性能的电路设计 | 静电的可视化](https://product.tdk.com.cn/zh/techlibrary/applicationnote/circuit-design-for-esd.html) ![](https://mythidea.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/usr/uploads/EMC-4.png) MLCC的效果:由于MLCC 0.1uF对于ESD表现为低阻抗特性,因此将GND地线和金属机壳如下图所示通过MLCC连接后,GND地线整体(包括通过MLCC连接的金属机壳)都表现为低阻抗。这样,无论GND地线的尺寸大小如何,ESD都会被贴片式压敏电阻吸收并引向GND地线释放。 ![](https://mythidea.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/usr/uploads/EMC-5.png) ![](https://mythidea.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/usr/uploads/EMC-6.png) ## 分类 ### 按安全防护类别分类(I 类、II 类、III 类) **I 类设备** - **定义**:设备的防触电保护不仅依靠基本绝缘,还需额外接地保护(即设备金属外壳需连接地线)。 - **特点**:若基本绝缘失效,接地装置可将漏电导入大地,降低触电风险。 - **典型产品**: - 大型家电(如冰箱、洗衣机、空调),因金属外壳易漏电,需接地保护。 - 工业设备(如电机、机床)、建筑用电器(如电钻、电焊机)。 - **EMC 关联**:接地系统的设计会影响设备的电磁骚扰传导路径,例如接地不良可能导致传导骚扰超标。 #### II 类设备 - **定义**:设备的防触电保护不依赖接地,而是通过**双重绝缘或加强绝缘**实现(如绝缘外壳、绝缘层包裹的内部线路)。 - **特点**:无需接地,安全性依赖绝缘结构,适用于无接地条件的场景(如手持设备、移动电器)。 - **典型产品**: - 手持电动工具(如充电式螺丝刀)、小型家电(如吹风机、剃须刀)。 - 部分电子设备(如笔记本电脑、平板电脑),外壳为绝缘材料(塑料),无接地端子。 - **EMC 关联**:双重绝缘可能影响设备的屏蔽效果,需注意辐射骚扰控制(如绝缘外壳无法作为屏蔽层)。 #### III 类设备 - **定义**:设备使用安全特低电压(SELV,通常≤36V),且电源来自独立的安全隔离变压器。 - **典型产品**:医用低电压设备、儿童玩具(电动类)、某些户外低压灯具。 ### 按电磁发射等级分类(A 类、B 类) ![](https://mythidea.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/usr/uploads/EMC-7.png) #### A 类设备 - **定义**:适用于**工业环境**的设备,其电磁发射限值较宽松(因工业环境对电磁干扰的耐受能力更强)。 - **判定标准**: - 根据 CISPR 11(工业、科学、医疗设备)或 CISPR 32(信息技术设备),A 类设备的传导骚扰和辐射骚扰限值高于 B 类。 - 例如:CISPR 32 中,A 类设备在 30MHz~1GHz 的辐射骚扰限值为 54dBμV/m(10 米法),而 B 类为 40dBμV/m。 - **典型产品**: - 工业用大型机械(如数控机床、工业机器人)、电焊机、射频加热设备。 - 通信基站设备、大型电源设备(如工业 UPS)。 #### B 类设备 - **定义**:适用于**居住、商业、轻工业环境**的设备,电磁发射限值更严格(因民用环境对干扰更敏感)。 - **判定标准**:同上,B 类设备需满足更低的骚扰限值,以避免对广播电视、家用电子设备等造成干扰。 - **典型产品**: - 家用电器(如冰箱、微波炉、电视机)、办公设备(如电脑、打印机)。 - 消费电子(如手机、平板电脑)、小型商业设备(如收银机、POS 机)。 ### A 类与 B 类设备的限值对比(以 CISPR 32 为例) | 测试项目 | 频率范围 | A 类限值 | B 类限值 | | -------------- | ---------- | ------------------------------ | ------------------------------ | | 传导骚扰(CE) | 30MHz~1GHz | 40dBμV(平均值)54dBμV(峰值) | 34dBμV(平均值)48dBμV(峰值) | | 辐射骚扰(RE) | 30MHz~1GHz | 54dBμV/m(10 米法) | 40dBμV/m(10 米法) | | | A 类(管控相对宽松) | B 类(管控相对严格) | | ---- | -------------------------- | ------------------------ | | 1 组 | 非居住环境非2组 | 家用环境非2组 | | 2 组 | 非居住环境故意特定频率辐射 | 家用环境故意特定频率辐射 |