电磁兼容(EMC)的十大常见问题集合

[导读]电磁干扰(EMI)超标：医疗设备的电磁干扰可能对其他设备或系统造成干扰，导致性能下降或误操作。这通常是由于设备设计或制造过程中的不当措施引起的。

电磁兼容(EMC)设计涉及多个关键问题，以下是常见且需重点关注的十个核心问题：

接地系统设计

接地电阻过高是EMC问题的主要诱因，需优化局部接地路径设计，避免使用长导线或编织线作为接地路径。建议采用接地片(长宽比≥5:1)以降低高频阻抗。 ‌

电缆屏蔽与滤波

电缆屏蔽层需确保完整性和连续性，避免使用易破损的编织屏蔽层。

电源线滤波不足会导致电磁干扰传播，建议增加X/Y电容和共模电感。 ‌

关键信号处理

需重点关注周期性信号(如时钟、地址信号)和敏感低电平模拟信号的防护，建议采用差分传输、光耦隔离等措施。 ‌

电源线设计

开关电源的谐波干扰(如65kHz谐波)可通过优化输入滤波电路(如共模电感选型)解决。 ‌

搭接与电化学腐蚀

金属构件间需采用焊接、铆接等低阻抗连接方式，并确保接触部位电化学电位相近。 ‌

电磁干扰源控制

高频回路面积过大或多点接地可能导致环路干扰，建议缩短回路长度并优化布局。 ‌

屏蔽效能提升

屏蔽材料需根据电磁波类型选择(如高频磁场优先使用导磁率高的材料)，并减少导电不连续点(如孔洞、缝隙)。 ‌

瞬态干扰防护

静电放电等瞬态干扰需通过解耦电容、储能电容等措施抑制，避免通过电源线传播。 ‌

测试与验证

EMC测试需覆盖不同频率段(如10kHz-1GHz)，重点关注辐射发射和抗扰度指标。 ‌

设备的接地电阻过高：这是医疗设备电磁兼容问题中发生概率最高的问题。接地电阻过高会导致设备的电磁发射、自兼容及抗干扰性问题。这通常不是指普通的低频接地问题，而是由于设备内部局部(如电路板或电缆)的接地阻抗过高引起的。

电缆线的屏蔽不足：当设备遇到电磁发射或射频抗干扰问题时，电缆的屏蔽问题常常是关键因素。电缆的接地阻抗在这里起到了很大作用。如果设备不能有效接地甚至需要维持绝缘时，采取滤波有时比屏蔽更有效。

电磁干扰(EMI)超标：医疗设备的电磁干扰可能对其他设备或系统造成干扰，导致性能下降或误操作。这通常是由于设备设计或制造过程中的不当措施引起的。

电磁敏感性(EMS)不足：医疗设备对外部电磁干扰的敏感性不足，可能导致设备在电磁环境中无法正常工作。这通常与设备的电路设计和屏蔽措施有关。

电源线的滤波不足：电源线是电磁干扰的主要传播路径之一。如果电源线滤波不足，会导致电磁干扰通过电源线传播到设备内部，影响设备的正常工作。

设备布局和布线不当：设备的布局和布线对电磁兼容性有很大影响。不合理的布局和布线可能导致电磁干扰的增强和电磁敏感性的降低。

接地系统设计不合理：接地系统是设备电磁兼容性的重要组成部分。如果接地系统设计不合理，可能导致接地电阻过高、电磁干扰传播等问题。

外部电磁干扰源的影响：医疗设备可能受到来自外部电磁干扰源的影响，如雷电、无线电广播、移动通信基站等。这些干扰源可能对设备的正常工作造成干扰。

设备维护和保养不当：设备的维护和保养对电磁兼容性也有影响。如果设备长期不进行维护和保养，可能导致设备性能下降、电磁兼容性变差。

缺乏电磁兼容性测试和规范：在医疗设备的设计、制造和使用过程中，缺乏电磁兼容性测试和规范是常见问题之一。这可能导致设备在电磁环境中无法正常工作或对其他设备造成干扰。

学习接触一门新的技术，总会遇到各种各样的问题，学习EMC也不例外。EMC(电磁兼容)包括EMS(电磁敏感度)和EMI(电磁干扰)两部分，通常我们所说的解决EMC问题，其实就是解决电子设备对外辐射干扰，或者如何防止设备、电子元件被外界电磁波干扰的问题。学习EMC要重视基础知识，像电磁波、电磁场等入门理论，有迫切学会的愿望，在实践中与别人多人交流，几个人的学习交流效果要远比一个人学习问题效果要好得多。

下面整理了EMC工程师常见的兼容性问题、具体解决方法，以供大家做学习笔记。

1、为什么数字电路的地线和电源线上经常会有很大的噪声电压?怎样减小这些噪声电压?

数字电路工作时会瞬间吸取很大的电流，这些瞬变电流流过电源线和地线时，由于电源线和地线电感的存在，会产生较大的反冲电压，这就是观察到的噪声电压。减小这些噪声电压的方法一是减小电源线和地线的电感，如使用网格地、地线面、电源线面等，另一个方法是在电源线上使用适当的解耦电容(储能电容)。

2、在实践中，常见到将多股导线绞起来作为高频导体，据说这样可以减小导线的射频阻抗，这是为什么?

这样增加了导线的表面积，从而减小了高频电阻。

3、电路或线路板电磁兼容性设计时要特别注意关键信号的处理，这里的关键信号指那些信号?

从电磁发射的角度考虑，关键信号线指周期性信号，如本振信号、时钟信号、地址低位信号等;从敏感度的角度考虑，关键信号指对外界电磁干扰很敏感的信号，如低电平模拟信号。

4、怎样防止搭接点出现电化学腐蚀现象?

选择电化学电位接近的金属，或对接触的局部进行环境密封，隔绝电解液。

5、什么是搭接，举出几种搭接的方法。

金属构件之间的低阻抗(射频)连接称为搭接，搭接的方式有焊接、铆接、螺钉连接、电磁密封衬垫连接等。

6、请尽可能多的列出降低地线射频阻抗的方法。