EMC就是：設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC測試包括兩大方面內容：對其向外界發(fā)送的電磁騷擾強度進行測試，以便確認是否符合有關標準規(guī)定的限制值要求;對其在規(guī)定電磁騷擾強度的電磁環(huán)境條件下進行敏感度測試，以便確認是否符合有關標準規(guī)定的抗擾度要求。對于從事單片機應用系統(tǒng)設計的工程技術人員來說，掌握一定的EMC測試技術是十分必要的。

1 單片機系統(tǒng)EMC測試

(1)測試環(huán)境

為了保證測試結果的準確和可靠性，電磁兼容性測量對測試環(huán)境有較高的要求，測量場地有室外開闊場地、屏蔽室或電波暗室等。

(2)測試設備

電磁兼容測量設備分為兩類：一類是電磁干擾測量設備，設備接上適當的傳感器，就可以進行電磁干擾的測量;另一類是在電磁敏感度測量，設備模擬不同干擾源，通過適當的耦合/去耦網絡、傳感器或天線，施加于各類被測設備，用作敏感度或干擾度測量。

(3)測量方法

電磁兼容性測試依據標準的不同，有許多種測量方法，但歸納起來可分為4類;傳導發(fā)射測試、輻射發(fā)射測試、傳導敏感度(抗擾度)測試和輻射敏感度(抗擾度)測試。

(4)測試診斷步驟

(5)測試準備

①試驗場地條件：EMC測試實驗室為電波半暗室和屏蔽室。前者用于輻射發(fā)射和輻射敏感測試，后者用于傳導發(fā)射和傳導敏感度測試。

②環(huán)境電平要求：傳導和輻射的電磁環(huán)境電平最好遠低于標準規(guī)定的極限值，一般使環(huán)境電平至少低于極限值6dB。

③試驗桌。

④測量設備和被測設備的隔離。

⑤敏感性判別準則：一般由被測方提供，并實話監(jiān)視和判別，以測量和觀察的方式確定性能降低的程度。

⑥被測設備的放置：為保證實驗的重復性，對被測設備的放置方式通常有具體的規(guī)定。

(6)測試種類

傳導發(fā)射測試、輻射發(fā)送測試、傳導抗擾度測試、輻射抗擾度測試。

(7)常用測量儀

電磁干擾(EMI)和電磁敏感度(EMS)測試，需要用到許多電子儀器，如頻譜分析儀、電磁場干擾測量儀、信號源、功能放大器、示波器等。由于EMC測試頻率很寬(20Hz～40GHz)、幅度很大(μV級至kW級)、模式很多(FM、AM等)、姿態(tài)很多(平放、斜放等)，因此正確地使用電子儀器非常重要。測量電磁干擾的合適儀器是頻譜分析儀。頻譜分析儀是一種將電壓幅度隨頻率變化的規(guī)律顯示出來的儀器，它顯示的波形稱為頻譜。頻譜分析儀克服了示波器在測量電磁干擾中的缺點，能夠精確測量各個頻率上的干擾強度，用頻譜分析儀可以直接顯示出信號的各個頻譜分量。

在解決電磁干擾問題時，最重要的一個問題是判斷干擾的來源。只有準確將干擾源定位后，才能夠提出解決干擾的措施。根據信號的頻率來確定干擾源泉是最簡單的方法，因為在信號的所有特征中，頻率特征是最穩(wěn)定的，并且電路設計人員往往對電路中各個部位的信號頻率都十分清楚。因此，只要知道了干擾信號的頻率，就能夠推測出干擾是哪個部位產生的。對于電磁干擾信號，由于其幅度往往遠小于正常工作信號，用頻譜分析儀做這種測量是十分簡單的。由于頻譜分析儀的中頻帶寬較窄，因此能夠將與干擾信號頻率不同的信號濾除掉，精確地測量出干擾信號頻率，從而判斷產生干擾信號的電路。

2 電磁兼容故障排除技術

(1)傳導型問題的解決

①通過串聯(lián)一個高阻抗來減少EMI電流。

②通過并聯(lián)一個低阻抗將EMI電流短路到地或引到其它回路導體。

③通過電流隔離裝置切斷EMI電流。

④通過其自身作用來抑制EMI電流。

(2)電磁兼容的容性解決方案

一種常見的現象是不把濾波電容的一側看成直接與一個分離的阻抗相連，而看成與傳輸線相連。典型的情況是，當一條輸入輸出線的長度達到或超過1/4波長時，該傳輸線變“長”。實際可以用下式近似表示這種變化：

l ≥ 55/f

式中：l單元為m，f單位為MHz。這個公式考慮了平均傳播速度，它是自由空間理論的0.75倍。

a. 電介質材料及容差：電磁干擾濾波使用的大部分電容是無極性電容

b. 差模(線到線)濾波電容性電容

c. 共模(線到地/機殼)濾波電容

共模(CM)去耦通常使用小電容(10～100nF)。小電容可以將不期望的高頻電流在其進入敏感電路之前或在其離噪聲電路較遠時就將其短路到機殼上去。為了得到良好的高頻衰減電路，減小或消除寄生電感是關鍵之所在。因此有必要使用超短導線，尤其希望使用無引線元器件。

(3)感性、串聯(lián)損耗電磁兼容解決方案

就電容而言，Zs和Z1如果不是純電阻的話，在計算頻率時，要使用它們的實際值。電容器串聯(lián)在電源或信號電路時，必須滿足：

①流過的工作電流不應該引起電感過熱或過大的有過之而無不及降;

②流過的電流不能引起電感磁飽和，尤其是對高導磁材料是毫無疑問的。

解決方案有以下幾種：

磁芯材料;

鐵氧體和加載鐵氧體的電纜;

電感、差模和共模;

接地扼流圈;

組合式電感電容元件。

4)輻射型問題的解決

在很多情況下，輻射電磁干擾問題可能在傳導階段產生并被排除，還有些解決方案是可以抑制干擾裝置在輻射傳輸通道上，就像場屏蔽那樣工作。根據屏蔽理論，這種屏蔽的效果主要取決于電磁干擾源的頻率、與屏蔽裝置之間的距離以及電磁干擾場的特性——電場、磁場或者平面波。

①導體帶。使用銅或鋁帶要吧簡單快速地建立一種直接的屏蔽和低阻連連接或總線。它們對于臨時的解決方案和相對永久的解決方案來說是很方便的。厚度在0.035～0.1mm之間，并且背面帶有導電黏合劑以便安裝。如果使用銅導電帶，其通過電阻約 20mΩ/cm2。應用場合：電氣屏蔽罩;發(fā)生故障時泄露點定位;作為一個應急的解決方案，將塑料連接器變成金屬的、屏蔽普通的扁平電纜等。

②網狀屏蔽帶和拉鏈式外套。涂錫的鋼網帶：主要用來安裝在一個已經裝配好的電費護套上作為一種易安裝的繃帶型的屏蔽罩。為了降低電費的磁場輻射或敏感問題，鋼網帶是一種有效的解決方案。

拉鏈式屏蔽外套：當有明顯跡象表明電費是主要的引起EMI耦合的原因時使用。

③EMI密封墊。應用場合：當下述條件存在，并且需要真正的SE時，EMI密封墊是最常用的解決輻射問題、敏感問題、ESD、電磁脈沖和TEMPEST問題的方法。

已經把機箱泄漏確認為主要的輻射路徑。

嚙合面不夠光滑、平整或不夠硬、本身無法提供良好的連接接觸。

④窗口和通風板的EMI屏蔽：適合對孔徑的屏蔽。

平面波的大概模型是：SE≈104(-20-lgl)-20lgf

式中，SE單位為dB;l為網格或網孔的尺寸，單位為mm;f單位為MHz。當然，隨著頻率的下降，網孔的屏蔽效率SE的上限受限于金屬本身。在近區(qū)場，對H場的屏蔽，其屏蔽功率SHE不受頻率的影響，可由下式近似得出：

SEH≈10lg(πr/l)

其中，r為源到屏蔽罩之間的距離，l為網孔尺寸，兩者單位均為mm.

⑤導電涂料：應用于在系統(tǒng)的塑料外殼建立EMI屏蔽罩、發(fā)送現有普通的或惡化的導電表面的屏蔽效能SE、防止ESD或靜電積累現象、增大結合面或密封墊片的接觸面積。

⑥導電箔：鋁是一種良導體，在10MHz以下沒有吸收損耗，但它對于電場的任何頻率都有較好的反射損耗。應用場合請參閱有關資料。

⑦導電布：可應用于任何100kHz到GHz級頻率范圍需要達到30～30dB衰減的立體屏蔽場合中。

電磁兼容性(EMC)的定義和重要性 電磁兼容性(EMC)是指設備或系統(tǒng)能在其電磁環(huán)境中正常工作，且不會對環(huán)境中其他事物造成不可承受的電磁干擾。對于專注于單片機應用系統(tǒng)設計的工程師來說，掌握EMC測試技術至關重要。EMC不僅涉及電磁干擾(EMI)的降低，還包括對電磁敏感性(EMS)的評估。電器產品在使用過程中可能對其他電器造成干擾，或者受到其他電器的干擾，這直接關系到產品本身的可靠性和安全性，也可能影響其他電器的正常運行，甚至引發(fā)安全隱患。

EMC測試的核心方面 EMC測試涵蓋了兩個核心方面：一是評估設備向外發(fā)出的電磁騷擾強度是否符合標準限制;二是檢驗設備在規(guī)定電磁騷擾強度下是否能保持正常工作。

02EMC測試與準備測試環(huán)境與設備 在單片機系統(tǒng)進行EMC測試時， 需要確保在符合標準的測試環(huán)境下進行，如室外開闊場地、屏蔽室或電波暗室等，以保證測試結果的準確性。測試設備需適當，包括電磁干擾測量設備和電磁敏感度測量設備，這些設備能模擬不同干擾源。

測試方法與診斷步驟 EMC測試的方法多種多樣，但通常可以歸納為 傳導發(fā)射測試、輻射發(fā)射測試、傳導敏感度(抗擾度)測試和輻射敏感度(抗擾度)測試等四大類。通過遵循合理的測試診斷步驟，可以更高效地找出并解決電磁兼容性問題。

測試準備的關鍵環(huán)節(jié) 在正式進行EMC測試之前， 必須確保已經充分做好了各項準備工作。這包括了解并熟悉相關的測試標準、選擇適當的測試設備、搭建符合標準的測試環(huán)境，以及制定合理的測試計劃和診斷步驟。通過充分的準備，可以確保測試過程的順利進行，從而提高測試結果的準確性和可靠性。

03EMC解決方案電容和電感在EMC中的應用 一種常見現象是，濾波電容的一側并不直接與一個分離的阻抗相連，而是與傳輸線相連。在電磁兼容性方面，使用無極性電容作為濾波電容是常見的。此外，差模(線到線)濾波和共模(線到地/機殼)濾波也是重要的考慮因素。 使用濾波電容和磁芯材料解決電感問題，注意電容器的高頻衰減和接地設計是關鍵。

輻射問題的解決策略 在許多情況下， 放置導體帶、網狀屏蔽和拉鏈式外套等策略可以有效抑制輻射干擾。此外，還有一些策略可以在干擾裝置的輻射傳輸通道上進行抑制，例如場屏蔽。根據屏蔽理論，屏蔽的有效性主要取決于電磁干擾源的頻率、與屏蔽裝置的距離以及電磁干擾場的特性。EMI 密封墊則用于機箱泄漏，可廣泛應用于電氣屏蔽罩、故障泄露點定位，以及作為塑料連接器的金屬替代品等場合。

一、故障現象分析

在故障診斷之前，首先要對故障現象進行仔細分析。觀察單片機電路的工作狀態(tài)，注意是否有異?，F象出現，如指示燈不亮、電機不轉、顯示屏無顯示等。同時，也要留意電路板上是否有燒焦、變形等物理損壞現象。通過對故障現象的分析，可以初步判斷故障可能發(fā)生的部位和原因。

二、檢查電源和地線

電源和地線是單片機電路正常運行的基礎。因此，在故障診斷時，首先要檢查電源和地線是否正常。檢查電源電壓是否符合要求，地線是否接觸良好。如果電源或地線存在問題，需要及時修復或更換。

三、檢查單片機芯片

單片機芯片是單片機電路的核心部件，一旦出現故障，可能會導致整個系統(tǒng)無法正常工作。因此，在故障診斷時，要特別關注單片機芯片的狀態(tài)。首先，檢查單片機芯片的引腳是否接觸良好，是否有虛焊、斷路等現象。其次，通過測量單片機芯片的引腳電壓和波形，判斷其是否工作正常。如果單片機芯片存在問題，需要及時更換。

四、檢查外圍電路

除了單片機芯片外，外圍電路也是單片機電路的重要組成部分。外圍電路包括電源電路、復位電路、時鐘電路、輸入輸出電路等。在故障診斷時，要逐一檢查這些外圍電路是否正常。例如，檢查電源電路的輸出電壓是否穩(wěn)定;檢查復位電路是否能在需要時正確復位單片機;檢查時鐘電路是否提供穩(wěn)定的時鐘信號;檢查輸入輸出電路是否正常工作等。通過逐一排查外圍電路，可以縮小故障范圍，有助于快速定位故障點。

五、使用診斷工具

在故障診斷過程中，可以使用一些診斷工具來輔助排查故障。例如，使用示波器觀察單片機芯片的引腳波形;使用萬用表測量電路中的電壓和電流;使用邏輯分析儀分析數字信號的邏輯關系等。這些診斷工具可以幫助我們更準確地判斷故障類型和位置，提高故障診斷的效率和準確性。

六、排除干擾因素

在單片機電路故障診斷過程中，有時會遇到一些干擾因素，如電磁干擾、電源波動等。這些干擾因素可能會掩蓋真實的故障現象，導致我們難以定位故障點。因此，在診斷過程中要注意排除這些干擾因素。例如，使用屏蔽線減少電磁干擾;使用穩(wěn)壓電源提供穩(wěn)定的電源電壓等。

七、總結與預防

在成功排除故障后，要對整個診斷過程進行總結。分析故障產生的原因和解決方法，總結經驗教訓。同時，也要針對故障產生的原因采取相應的預防措施，避免類似故障再次發(fā)生。例如，加強電路板的保護措施;優(yōu)化電路設計;提高元器件的可靠性等。