什么是EMC（Electro Magnetic Compatibility）？

中心议题：
       EMC的全面认识
       什么是EMC？
       什么是EMC认证？
       什么是emc测试？

EMC定义：EMC(Electromagnetic Compatibility)是电磁兼容，它包括EMI(电磁骚扰)和EMS（电磁抗骚扰）。EMC定义为:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何设备的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力，EMC整的称呼为电磁兼容。

EMC=EMI+EMS

EMI(Electro magneticInterference)电磁干扰，指产品对外界的干扰。

EMS（Electro Magnetic Susceptibility）电磁抗骚扰，指产品对可以承受外界的干扰能力。

EMI可分为传导Conduction及辐射Radiation两部分，Conduction规范一般可分为: FCC Part 15J Class B；CISPR 22(EN55022, EN61000-3-2, EN61000-3-3) Class B；国标IT类（GB9254，GB17625）和AV类（GB13837，GB17625）。FCC测试频率在450K-30MHz，CISPR 22测试频率在150K--30MHz，Conduction可以用频谱分析仪测试，Radiation则必须到专门的实验室测试。

EN55022为Radiation Test & Conduction Test (传导 & 辐射测试)； EN61000-3-2为Harmonic Test (电源谐波测试) ；EN61000-3-3为Flicker Test (电压变动测试)。

CISPR22(Comite Special des Purturbations Radioelectrique)应用于信息技术类装置, 适用于欧洲和亚洲地区；EN55022为欧洲标准，FCC Part 15 (Federal Communications Commission) 适用于美国，EN30220欧洲EMI测试标准，功率辐射测试标准是EN55013频率在30MHZ-300MHz。

EN55011辐射测试标准是：

有的频率段要求较高，有的频率段要求较低。传导 (150KHZ-30MHZ) LISN主要是差模电流, 其共模阻抗为100欧姆(50 + 50); LISN主要是共模电流, 其总的电路阻抗为25欧姆(50 // 50)。

4线       AV        60dB/uV         150KHZ-2MHZ         start  9KHZ
5线             PEAK               100dB/uV            150KHZ-3MHZ
6线             PEAK               100dB/uV            2MHZ-30MHZ
7线             QP                 70dB/uV             150KHZ-500KHZ
Radiated (30MHZ-1GHZ): ADD 4N7/250V Y CAP          90dB/uV       30MHZ-300MHZ

EMI为电磁干扰，EMI是EMC其中的一部分，EMI(Electronic Magnetic Interference) 电磁干扰， EMI包括传导、辐射、电流谐波、电压闪烁等等。电磁干扰是由干扰源、藕合通道和接收器三部分构成的，通常称作干扰的三要素。 EMI线性正比于电流，电流回路面积以及频率的平方即：EMI = K*I*S*F2。I是电流，S是回路面积，F是频率，K是与电路板材料和其他因素有关的一个常数。

EMI是指产品的对外电磁干扰。一般情况下分为 Class A & Class B 两个等级。 Class A为工业等级，Class B 为民用等级 。民用的要比工业的严格，因为工业用的允许辐射稍微大一点。同样产品在测试EMI中的辐射测试来讲，在30-230MHz下，B类要求产品的辐射限值不能超过40dBm 而A类要求不能超过50dBm(以三米法电波暗室测量为例）相对要宽松的多，一般来说CLASS A是指在EMI测试条件下，无需操作人员介入，设备能按预期持续正常工作，不允许出现低于规定的性能等级的性能降低或功能损失。

EMI是设备正常工作时测它的辐射和传导。在测试的时候，EMI的辐射和传导在接收机上有两个上限，分别代表Class A和Class B，如果观察的波形超过B的线但是低于A的线，那么产品就是A类的。EMS是用测试设备对产品干扰，观察产品在干扰下能否正常工作，如果正常工作或不出现超过标准规定的性能下降，为A级。能自动重启且重启后不出现超过标准规定的性能下降，为B级。不能自动重启需人为重启为C级，挂掉为D级。国标有D级的规定，EN只有A，B，C。EMI在工作頻率的奇数倍是最不好过的。

EMS(Electmmagnetic Suseeptibilkr) 电磁敏感度一般俗称为 “电磁免疫力”, 是设备抗外界骚扰干扰之能力，EMI是设备对外的骚扰。

EMS中的等级是指：

Class A，测试完成后设备仍在正常工作；Class B，测试完成或测试中需要重启后可以正常工作；Class C，需要人为调整后可以正常重启并正常工作；Class D，设备已损坏，无论怎样调整也无法启动。严格程度EMI是B>A，EMS是A>B>C>D。

电磁兼容三要素：

任何电磁兼容性问题都包含三个要素，即干扰源、敏感源和耦合路径，这三个要素中缺少一个，电磁兼容问题就不会存在。

产生电磁干扰的条件:

突然变化的电压或电流，即dV/dt或dI/dt很大；辐射天线或传导导体。

电磁兼容标准对设备的要求有两个方面：一个是工作时不会对外界产生不良的电磁干扰影响，另一个是不能对外界的电磁干扰过度敏感。前一个方面的要求称为干扰发射要求，后一个方面的要求称为敏感度要求。

电磁能量从设备内传出或从外界传入设备的途径只有两个，一个是以电磁波的形式从空间传播，另一个是以电流的形式沿导线传播。因此，电磁干扰发射可以分为：传导发射和辐射发射；敏感度也可以分为传导敏感度和辐射敏感度。

电磁兼容标准分为基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准。

基础标准：

描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备，定义了等级和性能判据。基础标准不涉及具体产品。

产品类标准：

针对某种产品系列的EMC测试标准。往往引用基础标准，但根据产品的特殊性提出更详细的规定。

通用标准：

按照设备使用环境划分的，当产品没有特定的产品类标准可以遵循时，使用通用标准来进行EMC测试。对使设备的功能完全正常，也要满足这些标准的要求。

关于制订电磁兼容标准的组织和标准的介绍：

IEC（国际电工委员会）：有两个平行的组织制订EMC标准，CISPR和TC77。

CISPR（国际无线电干扰特别委员会）：1934年成立。目前有七个分会：A分会（无线电干扰测量方法与统计方法）、B分会（工、科、医疗射频设备的无线电干扰）、C分会（电力线、高压设备和电牵引系统的无线电干扰）、D分会（机动车和内燃机的无线电干扰）、E分会（无线接收设备干扰特性）、F分会（家电、电动工具、照明设备及类似电器的无线电干扰）、G分会（信息设备的无线电干扰）。

TC77（第77技术委员会）：1981年成立。目前有3个分会：SC77A（低频现象）、 SC77B（高频现象）、 SC77C（对高空核电磁脉冲的抗扰性）。

CENELEC（欧洲电工标准化委员会）：由欧共体委员会授权制订欧洲标准。EN标准中引用了很多CISPR和IEC标准，其对应关系如下：

EN55××× = CISPR标准， （例： EN55011 = CISPR Pub.11）

EN6×××× = IEC标准，   （例： EN61000-4-3 = IEC61000-4-3 Pub.11）

EN50××× = CENELEC自定标准， （例： EN50801 ）

FCC（联邦通信委员会）全名为Federal Communications Commission：是管理电脑, 周边及通信产品等销售美国之审核授权机抅, 主要制订民用产品标准，关于电磁兼容的标准主要包括在FCC Part15和FCC Part 18中。

FCC Part 15 subpart B規定: 凡利用数位技術之电子裝置或系統, 及使用或产生脉波频率超过10KHz之器材,皆須依规定进行测试认证后, 才可以在美国市场销售。

MIL-STD（美军标）：典型的是MIL-STD –461D。这个标准不仅规定了最大辐射发射和传导发射的限制，还规定了系统对辐射和传导干扰的敏感度要求。配套标准ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６２规定了必要的测试装置。商业公司经常将ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６１中的某些部分作为产品内部ＥＭＣ规范。

VCCI（干扰自愿控制委员会）：民间机构，其标准与CISPR和IEC一致。

GB（中国国家标准）：基本采用CISPR和IEC标准，目前已发布57个。

GJB（中国军用标准）：基本采用美军标，例如GJB151A = MIL-STD –461D。

军用设备

为军用设计的电子系统必须满足ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６１Ｄ的要求，  另一个关于ＥＭＩ的军用标准是保密的ＴＥＭＰＥＳＴ计划，这是用来保证保密通信系统安全的。现在可以接收并复现出大多数电子设备政党工作时所发射的功率很低的射频信号。象对电子窃听很脆弱的ＣＲＴ终端那样的军用产品就属于ＴＥＭＰＥＳＴ的范畴。在实践中，ＴＥＭＰＥＳＴ控制设备和系统的发射，使无法解译携带信息的信号。

由于关于ＥＭＣ的法规和标准十分复杂，关于信息技术设备的相关标准总结在表１.９中。一些标准的频率范围在图１－３中标明。

CE标示: 源自欧共体各会员国(European Community)缩写的总称, 並以此为标志。规范产品是否符合欧体为保障民众安全健康以及环境保护等利益所订定之基本安全要求。

CE = EMC + LVD           EMC : 電磁干扰及电磁相容性         LVD : 低电压指令

测量场地：

GB要求在开阔场地中测量，GJB要求在屏蔽半无反射室中测量，由于电磁环境日趋恶化，开阔场中的背景干扰往往严重影响测量，因此，GB测量也开始在屏蔽半无反射室中做，但要求半无反射室中的电磁场分布与开阔场近似。

天线到EUT（受试设备）的距离：GB要求为3米、10米或30米，GJB要求为1米；

测量内容：

GB仅测量电场辐射发射，GJB对电场辐射和磁场辐射都要测量；

测量频率范围：

GB规定的测量范围为30MHz ~ 1GHz，随着时钟频率的升高，有扩展到18GHz的趋势，GJB规定的测量频率范围为10kHz ~ 18GHz。

EUT的布置：

GB和GJB都要求EUT按照实际工作状态布置（互联电缆和所连接的外部设备全部按实际状态连接），GB要求EUT放置在木制测试台上，GJB要求EUT放置在金属板上。距离地面的距离为0.8米；

检波方式：

干扰测量仪的读数与检波方式有关，因此标准中都明确规定检波方式，GB要求准峰值检波，GJB要求峰值检波；

最大辐射点：

与处理电磁兼容问题的原则相同，仅关心最坏情况。因此，以EUT的最大辐射值为测量结果。最大辐射值的含义有4个，第一：EUT的工作状态处于最大辐射状态，第二：EUT最大辐射面对着天线，第三：天线的极化方向为接收最大场强的方向，第四：天线的高度为接收最大场强的位置。GJB中，没有第四点的要求，即，天线的高度是固定的。

测量设备：

骚扰测量设备：

用来定量计量骚扰强度的设备，可以是EMI测量接收机，也可以是频谱分析仪，频率范围要覆盖150KHz~30MHz，具有峰值、准峰值和平均值检波功能。

线路阻抗稳定网络（LISN）：

由于电源端子传导发射的强度与电网的阻抗有关，因此为了使测量具有唯一性，必须在特定的阻抗条件下测量，LISN就提供了这样一个环境，GB9254标准中使用的LISN为50Ω/50μH。

接地平板：

受试设备要放置在接地金属板上进行试验，该金属板比被测设备边框大0.5米，最小尺寸为2m×2m。

电快速脉冲试验模拟电网中的感性负载断开时产生的干扰。这种干扰不仅会出现在电源线上，而且会耦合到信号线上。因此，这个试验要对电源线和信号线做。设备能够通过浪涌试验，并不意味着也能通过电快速脉冲试验。一方面是因为后者的频率成份远高于前者，具备不同的干扰机理，令一方面是因为电快速脉冲试验中施加的干扰是重复性，这对电路具有一种积分效应，是电路中的积分型抗干扰电路实效。

频谱分析仪能够快速地在较宽的频率范围内扫描，因此是诊断电磁干扰发射的方便工具。使用频谱分析仪时需要注意的问题：频谱分析仪不能观测瞬间干扰，如静电放电、雷电等；频谱分析仪的扫描时间不能设置得太短，即不能使扫描速度太快；从频谱分析仪屏幕上读取频率与幅度数据时，其精度与频谱仪的扫描范围有关，范围越窄，精度越高；当输入信号过大时，频谱分析仪会发生过载，使读取的幅度数据比实际的小，用输入衰减器可以避免过载；减小频谱仪的中频带宽可以提高仪器的灵敏度（和选择性），但扫描时间会更长；宽带信号的幅度会随着中频分辨带宽的增加而增加。

电磁干扰(EMI)接收机是另一种测量电磁干扰的设备，许多人在选购仪器时搞不懂接收机与频谱仪之间的区别，下面做一简单比较：

所有的接收机都标准配置预选器（频谱仪需要选配），能够有效地抑制带外噪声；所有的接收机用基频混频方式（频谱仪使用基频和谐频混频），具有较高的灵敏度；接收机的中频滤波器为矩形（频谱仪的中频滤波器为高斯形），具有更好的选择性；接收机适合于正式测量，不适合于诊断。

EMC试验室有ITS、SGS、TUV、广州ITL、广州五所、广州威凯。像美国的FCC只测EMI中的辐射和传导，不测EMS。有些国家EMI和EMS是分开测的，有些国家是一起像CCC认证CE认证。现在很多电器类产品做CE还要加测电磁波骚扰EMF，标准是EN-50336。电源EMI技术就算能达到标准，有的产品要求要达一定的湿度测试。在深圳湿试控制都比较难做。深圳几家大实验室，都比较难，空间问题。EMI不只包括传导，辐射，电流谐波与电压闪烁也是EMI的部分。谐波和闪烁是设备对外的，而不是外界对设备的，所以是EMI，不是EMS。

国际标准IEC/EN里面的抗扰度只有A，B，C三个评估等级，但是在国标中有D级的规定，理论上来说D级以及没有任何意义，因为都挂掉了不能恢复，物理性的损坏！

各抗扰度标准的后面章节有详细说明了被测设备在进行EMC检测时所应用的“性能判据”，即判定被测设备是否合格的依据。该章根据被测设备受到的干扰的类型，分别给出了抗扰度测量时的性能判据，如下：

    性能判据A（持续现象）适在辐射骚扰抗扰度测量等干扰信号为连续干扰的抗扰度测量。在测量中，规则被测设备应能保持正常工作，没有功能丧失和性能的降级，被测设备的发信机在空闲状态时不应产生无意识的发射操作。测量结束后，被测设备的运行状态应没有改变，存储数据和用户程序功能应没有丧失。测量中和测量后，被测设备的通信链路都应能够保持。

    性能判据B（瞬态现象）适在浪涌（冲击）抗扰度等干扰信号为瞬态干扰的抗扰度测量。测量中，允许被测设备出现性能降级以及部分功能的丧失，但被测设备的实际工作模式不允许改变；被测设备发信机在空闲状态时也不应产生无意识的发射操作。测量结束后，如果被测设备出现性能降级或部分功能丧失，其相应的功能必须能够自动恢复，恢复后，性能保持被测设备技术文件中规定的最低规则。

    性能判据C（间断现象）适在电压短时中断抗扰度测量。电压短时中断抗扰度测量主要模拟被测设备的供电出现了短时间中断的现象，因此在测量过程中，允许被测设备的性能降级，功能可以丧失，但被测设备发信机在空闲状态时不应产生无意识的发射。测量后，被测设备的功能允许由操作者恢复。恢复后，被测设备的性能不应降级，且能正常运行。

一般来讲，大部分产品A级、B级、都能被标准接受，也有个别标准是有些许差别C级也能接受，或者客户指定要求需要什么等级，更或者客户与厂家需要写声明到说明书接受C级等。

1、EMC的概念
EMC（Electro Magnetic Compatibility）即电磁兼容，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。就是它不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏，也不会在周边环境中产生过量的电磁能量，以致影响周边设备的正常工作。
EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。
EMC包括EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）与EMS（Electromagnetic Susceptibility，电磁敏感性）。EMI尤指电子元件对外界的干扰，EMS指的是外界对本身电子元件的干扰。由以上定义可知，具有辐射性质的电器需要进行EMI测试，如手机等。一般家用电器都要进行EMS测试，如电视等。

2、EMI（1）RE（radiated emission，辐射发射）主要考察设备在正常工作时自身对外界的辐射干扰强度。
（2）CE（conducted emission，传导发射）测试产品在工作状态下通过电源线压的形式向外界的干扰。灯具　9K—30M  其它都是 150K—30M。
3、EMS（1）ESD（electrostatic discharges，静电放电） 考察设备在接收外界静电源所产生的直接放电或静电场干扰时的抵抗能力，静电放电可能产生的后果是直接通过能量交换引起半导体器件损坏，放电所引起的近场电场和磁场的变化造成设备误动作．静电放电是通过放电枪直接对试品表面和临近耦合板的放电来模拟的。  直接放电＋４ＫＶ   空气放电＋８ＫＶ
（2）RS（radiated susceptibility，辐射抗干扰度）检测产品在受到外界电磁辐射的性能（80MHz~1GHz）。
（3）CS（conducted susceptibility，传导抗扰度）当空间的电磁波的波长和设备的线缆的长度可以比拟时，电磁波将会耦合在此线缆上并产生感应电压／电流，沿着该电缆流进设备内部，从而对设备的正常工作产生干扰（7KHz~80MHz）。
（4）EFT/B（electrical fast transient bursts ，电快速瞬变脉冲群）模拟设备附近或设备所在的电网中发生切断感性负载时导致的脉冲干扰。
（5）DIP（DIP)Voltage dips and interruption，电压暂降/短时中断）模拟交流电网中接入大功率设备引起的电网电压下降甚至短时中断的现象，考察设备在处于这种工作状态中的性能稳定性。
（6）PMS（power-frequencymagnetic susceptibility，工频磁场抗扰度）模拟50/60HZ工频电力线所构成的磁场对设备的影响。
（7）surge，浪涌，用来模拟自然雷击或电网中接入大容性负载时所产生的脉冲对设备的影响。
   

注意:
（a）当我们开空调时，室内的荧光灯会出现瞬间变暗的现象，这是因为大量电流流向空调，电压急速下降，利用同一电源的荧光灯受到影响。还有使用吸尘器时收音机会出现啪啦啪啦的杂音。原因是吸尘器的马达产生的微弱（低强度高频的）电压/电流变化通过电源线传递进入收音机，以杂音的形式放了出来。
　　这种由一个设备中产生的电压/电流通过电源线、信号线传导并影响其它设备时，将这个电压/电流的变化叫做“传导干扰”。所以为对症下药，通常采用的方法是给发生源及被干扰设备的电源线等安装滤波器，阻止传导干扰的传输。另外，当当信号线上出现噪声时，将信号线改为光纤，也可隔断传输途径。
（b）当摩托车从附近道路通过时，电视会出现雪花状干扰。这是因为摩托车点火装置的脉冲电流产生了电磁波，传到空间再传给附近的电视天线、电路上，产生了干扰电压/电流。
　　像这种通过空间传播，并对其它设备电路产生无用电压/电流，造成危害的干扰称为“辐射干扰”。由于传播途径是空间，解决辐射干扰的方法除前面所讲的滤波之外，还要对设备进行屏蔽方能有效。


4、ESD
原理：具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起电荷转移，与大地有电位差，会产生放电电流。
静电放电产生的电磁场幅度很大,频谱极宽（从几十兆到几千兆），对电子产品造成干扰甚至损坏。
   
5、RS
模拟各种辐射干扰源：手持式无线电收发机、无线广播电台、电视发讯器、汽车无线电发讯器、各种工业电磁干扰源。
一般测试范围：没有间断测试在频率范围内的80MHz～1000MHz。
无线电话频率范围：测试频率范围在800MHz到960MHz，以及1GHz、4GHz到6GHz。


6、CS
验证电气和电子设备对来自9kHz ~ 80MHz频率范围内射频发射机电磁骚扰的传导抗扰度能力。
在低频电磁环境中,设备之电源线,通讯线,接口电缆其长度与低频电磁波波长相当,成为无源之接收天线,其耦合之骚扰电磁波将影响设备正常运行。
（1）实验信号的产生

G1：RF产生器；　　T1 ：可调式衰减器(0～40dB)，控制输出信号等级；　　S1 ：RF开关，当成ON/OFF开关；

PA：宽频功率放大器，如果RF产生器的输出功率不足够，可用來放大信号；　　LPF/HPF：低/高通滤波器，过滤不必要的干扰信号

T2 ：衰减器(≧6dB，Zo=50Ω)，降低功率放大器对电路的不匹配；

（2）CS测试原理

（3）测试方法

a.Clamp钳注入法

b.直接注入法

（4）测试过程

a.依此将试验信号连到每个耦合和去耦装置上,没有被激励的射频断口端接50 ohm 负载.

b.信号电平在150kHz~80MHz频率范围内扫频,扫描速率不能超过1.5*10^(-3) 十倍频,步长不应超过起始频率的1%,步进的大小不应超过前一频率的1%。

c.每一频率上驻留时间,不应少于受试设备所需的运行和响应时间,敏感频率需进行特别分析.