南柯電子｜EMC電磁輻射干擾整改：短時(shí)間完成傳統(tǒng)時(shí)間的排查任務(wù)

隨著電子設(shè)備日益普及和復(fù)雜化，電磁兼容性（EMC）已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中不可或缺的一環(huán)。無論是消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備還是通信系統(tǒng)，都需要在電磁環(huán)境中能夠正常工作且不對其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。電磁兼容性（EMC）是指電子設(shè)備在電磁環(huán)境中能夠正常工作而不產(chǎn)生電磁干擾或受到電磁干擾的能力。

EMC整改則是通過一系列技術(shù)手段解決設(shè)備在測試中暴露的輻射發(fā)射超標(biāo)、抗干擾能力不足等問題。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備越來越密集和高頻化，EMC問題也變得更加突出。有效的EMC整改不僅關(guān)系到產(chǎn)品能否通過國際認(rèn)證，更直接影響設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中的穩(wěn)定性和安全性。

一、什么是EMC及其重要性？

1、EMC包含兩個(gè)主要方面：電磁干擾（EMI）和電磁抗擾度（EMS）。EMI指設(shè)備對其它產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁輻射干擾程度；EMS則描述設(shè)備抵抗周邊環(huán)境電磁干擾的能力；

2、導(dǎo)致EMC問題的常見情況包括：放電噪聲（雷電、靜電放電）、接觸噪聲（電路過渡現(xiàn)象、電磁波反射）、工業(yè)科學(xué)醫(yī)療設(shè)備、汽車點(diǎn)火系統(tǒng)、電網(wǎng)干擾以及高速數(shù)字電子設(shè)備等；

3、在歐盟市場，電子產(chǎn)品必須通過CE認(rèn)證中的EMC測試，確保其電磁輻射控制在規(guī)定限值內(nèi)，且具有一定抗干擾能力。不符合EMC標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將面臨罰款、召回甚至市場禁入等風(fēng)險(xiǎn)。

二、EMC整改的流程與方法

EMC整改通常遵循系統(tǒng)化的流程，主流方法有“六步法”和“三步曲”兩種框架。

1、EMC整改“六步法”包括：

（1）查找確認(rèn)輻射源：使用排除法、頻譜分析儀頻點(diǎn)搜索法等手段確定干擾源；

（2）濾波：采用電容濾波、RC濾波和LC濾波等方法抑制電磁輻射；

（3）吸波：通過電路串聯(lián)磁珠、繞穿磁環(huán)和貼吸波材料吸收電磁波；

（4）接地：采用單點(diǎn)接地或多點(diǎn)接地方式降低電磁輻射和敏感度；

（5）屏蔽：通過屏蔽罩、外殼屏蔽和PCB走線布局屏蔽隔離輻射源；

（6）能量分散法：利用展頻和跳頻技術(shù)分散頻段能量，降低單點(diǎn)頻率輻射。

2、EMC整改“三步曲”則提供了更簡潔的框架：

（1）排查問題：通過輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射測試確定是否存在超標(biāo)問題；

（2）分析問題：根據(jù)數(shù)據(jù)類型（包絡(luò)超標(biāo)或單支超標(biāo)）查找干擾源；

（3）解決問題：從干擾源和耦合路徑兩方面入手，采取針對性措施。

三、關(guān)鍵整改技術(shù)深度解析

1、屏蔽技術(shù)：防止電磁輻射的有效手段。包括加屏蔽罩屏蔽法、外殼屏蔽法和PCB走線布局屏蔽法等。對于通信設(shè)備，金屬外殼接地和局部屏蔽罩（銅箔或?qū)щ娔z密封）是常用方法；

2、濾波技術(shù)：EMC對策中最重要的一環(huán)。包括電容濾波、RC濾波和LC濾波等方法。在電源輸入端增加π型濾波器可有效抑制共模干擾；在芯片電源引腳旁放置適當(dāng)電容可以去耦；

3、接地技術(shù)：電流返回其源的低阻抗通道，是EMC對策中最常用的手段之一。單點(diǎn)接地適用于低頻電路，多點(diǎn)接地適用于高頻信號。良好的接地設(shè)計(jì)可以顯著降低電磁輻射和電磁敏感度；

4、能量分散法：一種較為高級的EMC整改方法，主要通過控制軟件實(shí)現(xiàn)，利用展頻和跳頻等技術(shù)對能量集中的頻段進(jìn)行展寬頻率帶寬和跳變頻率。

四、EMC整改實(shí)踐案例

1、案例一：某5G基站設(shè)備輻射超標(biāo)整改

問題：某5G基站設(shè)備在1.8GHz頻段輻射超標(biāo)6dB。解決方案：在射頻模塊外殼增加鍍金接觸彈片；將普通電源線替換為雙絞線并加裝鐵氧體磁環(huán)；重新設(shè)計(jì)接地銅排，降低接地阻抗至0.1Ω以下。效果：輻射值降低至限值以下，順利通過CE認(rèn)證；

2、案例二：物聯(lián)網(wǎng)終端抗干擾能力提升

問題：設(shè)備在靜電放電（ESD）測試中頻繁死機(jī)。解決方案：在USB、RS485接口增加TVS二極管；將敏感模擬電路移至板內(nèi)靜區(qū)，遠(yuǎn)離數(shù)字信號線；在ADC采樣端加入數(shù)字濾波算法。效果：抗靜電能力提升至接觸放電8kV，空氣放電15kV；

3、案例三：音視頻產(chǎn)品輻射超標(biāo)整改

問題：某音視頻產(chǎn)品在EMC測試中輻射超標(biāo)，最高超標(biāo)17.16dB。解決方案：將電阻改為磁珠，側(cè)面走線串入磁珠；將塑膠導(dǎo)軌換成接地導(dǎo)軌。結(jié)果：輻射值顯著降低，通過測試。

五、預(yù)防性設(shè)計(jì)策略與未來趨勢

從“救火”到“防火”的轉(zhuǎn)變是EMC領(lǐng)域的發(fā)展方向。預(yù)防性設(shè)計(jì)策略包括：

1、源頭控制：從設(shè)計(jì)階段規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)先選擇低輻射、高抗擾度的芯片，利用仿真工具進(jìn)行電磁場仿真；

2、過程管控：建立EMC設(shè)計(jì)規(guī)范，明確高速信號線間距、地平面分割等要求，在關(guān)鍵階段進(jìn)行EMC預(yù)測試；

3、供應(yīng)鏈協(xié)同：要求供應(yīng)商提供元器件EMC測試報(bào)告，與結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商合作優(yōu)化屏蔽材料與工藝。

未來趨勢包括AI輔助診斷通過機(jī)器學(xué)習(xí)分析測試數(shù)據(jù)，快速定位干擾源；3D電磁仿真結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整改方案的虛擬驗(yàn)證；以及開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的EMC防護(hù)模塊。

結(jié)語

EMC電磁輻射干擾整改不再只是產(chǎn)品上市前的“補(bǔ)救措施”，而應(yīng)成為貫穿研發(fā)全流程的核心能力。通過系統(tǒng)化的流程管理、預(yù)防性設(shè)計(jì)與智能化工具的應(yīng)用，企業(yè)不僅能降低整改成本，更能構(gòu)建差異化的技術(shù)壁壘。隨著6G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，通信設(shè)備EMC整改將向更高頻段、更復(fù)雜場景延伸。只有持續(xù)創(chuàng)新和完善整改體系，才能在日益復(fù)雜的電磁環(huán)境中確保設(shè)備的可靠性和競爭力。

審核編輯 黃宇