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汽車談emc的設計和整改

發布時間: 2021-03-08 00:57:28

Ⅰ 1.EMC工程師要掌握的知識 2.對於EMC,怎樣安排學習進度更有效呢

基本來的電路知識要懂,電磁自波的相關知識也要。不知道你所說的EMC工程師是design還是test,方向不同,還得自己權量。EMC 其實歸根到底是「地」的問題,所以可以多在怎麼處理「地」的問題上多下功夫。
《高級PCBEMC設計》

《案例分析與EMC設計》

《產品EMC風險評估》

《板級EMC設計》

《EMC整改分析與對策》

《汽車電子EMC整改與設計》

《軍用產品系統EMC設計》

《開關電源電磁兼容設計》

Ⅱ EMC設計的優點

(1)為了來使產品滿足強源制要求的抑制元件和重新設計所帶來的附加成本最小(將產品成本最小化)
(2)保證研發產品的上市日期(將研發進程延誤最小化)
(3)確保產品在其使用環境中存在不可避免的外部雜訊時能夠令人滿意地工作(將客戶抱怨最小化)

Ⅲ EMC工程師的職業規劃有沒有清晰的思路

一般做抄EMC很牛的不多,什麼都精通襲的也不多,你可以先認准一個方向做下去,同時掌握其他方面的知識,比如剛開始一般是做測試,你在不斷研讀各類法規的同時,了解emc設計和整改的一些知識最好積累寫這方面的知識,同時要掌握emc認證方面的,安規方面的,做emc不僅需要博而且要精。我是這樣規劃自己的,但是感覺做emc設計和整改工資偏低,沒有在emc實驗室工資高,外企EMC lab比較多,但是外企工廠需要EMC設計的很少,一般台資需要EMC設計的較多,但是工資偏低月薪不會超過10K。
歸其根本原因,關鍵是現在了解EMC的人很少,大多認為EMC是件很簡單的工作,他們的字眼裡認為emc只有測試這一方面。但是你要做好emc不對電磁波,信號,機構,電路有足夠的知識你能做好嗎?

Ⅳ EMC測試為什麼不足,還需要什麼

【導讀】盡管最新型的汽車帶有多種電子設備,但由於無法預測的電磁干擾問題,可能並不夠安全。隨著車載行動電話和寬頻無線系統應用的普及,會產生大量的電子雜訊,這種不安全的情況會變得更加惡化。 一位電磁兼容(EMC)方面的專家最近在AutomotiveDesignLineEurope上發表了一份報告,他在這份由兩部分組成的報告中指出,盡管最新型的汽車帶有多種電子設備,但由於無法預測的電磁干擾問題,可能並不夠安全。 作者認為,隨著車載行動電話和寬頻無線系統應用的普及,會產生大量的電子雜訊,這種不安全的情況會變得更加惡化。CherryCloughConsultants(英國,Stafford)的KeithArmstrong在「EMC測試為什麼不足,還需要什麼」一文中表示,汽車製造商和他們的供應商所採用的EMC測試方法並沒能根據電子系統的升級而改進。這意味著盡管測試了汽車及其子系統,但仍可能存在一些電磁干擾問題。很明顯未經測試的電磁干擾問題可能在行駛途中引發危險的失效。如果汽車的設計確定了,那麼電子和電氣設備的突然失靈將會非常惱人,並且在高速行駛或車輛處於危險境地時可能傷害到司機和乘客。 圖題:汽車電子EMC標准概述 EMC專家Armstrong指出,現代汽車的很多間斷性失靈可能是由零星的電磁干擾引起的。據他介紹,幾乎所有汽車製造商和零件供應商採用的標准化方案,都無法保證當今汽車的安全性達到期望。「即便證明了車輛EM特性達到了功能安全的要求,可是由於傳統的EMC測試也並不充分,」Armstrong在他發表在AutomotiveDesignLineEurope的文章中指出,「實際情況離真正的需要還差得很遠,這在車輛製造工業中尤為突出,」他這樣補充。EMC:還需要做什麼採用電子連接或者電子控制單元(ECU)替代汽車機械零件的趨勢非常流行,例如節氣門鋼繩或蝶形閥。如果對未來汽車的測試方法不進行改進,這樣的電子連接會受到電磁干擾的影響,同時數量迅速增長的ECU以及更短的元件距離都會提高EMI相關失效的幾率。Armstrong指出,電磁干擾的風險隨著車用電子控制元件的普及而逐漸攀升。「所有的電子、電氣和可編程子系統都可能產生由EMI引起的錯誤、失靈甚至永久損毀,」Armstrong在他的文章中這樣表述。而且像電子剎車控制這樣的安全子系統並不需要進行完全的破壞性試驗。電子驅動座椅可能突然活動,或者廣播的音量突然放大,因為會分散司機的注意力並影響對車輛的控制,都可能造成與安全相關的事故。在正式發布新車之前,汽車製造商會對其產品進行廣泛的EMC測試。然而,多個因素使得對電磁干擾的防範變得非常困難。首先,車內電子系統的快速增加必然地提高了這些系統的復雜性,也同樣提高了出錯的幾率。其次,Armstrong斷言,在社會各個領域中愈加普遍的電子技術應用提高了整個背景「電子雜訊」水平。他表示,「衡量EMC的傳統方法…是絕對不夠的。」盡管『功能安全』原則在汽車設計中廣為接受,但這仍是不夠的:其核心標准之一的IEC61508就並沒有涵蓋電磁兼容問題。Armstrong提出了不同的解決方案:包括驗證和矯正的EM設計應該加入到EMC測試中。EMC專家要求,設計概念中應包括對錯誤的『合理預測』,由於包含了一些主觀判斷因素,因而也常出現分歧。對此Armstrong承認:「並沒有標準的、正確的和正式的方法來分析安全性:總是需要包含人自身的判斷。」

Ⅳ 想從EMC測試工程師轉成整改工程師必須掌握哪些東西

EMC工程師必須具備以下八大技能:1、EMC的基本測試項目以及測試過程掌握;2、產品對應EMC的標准掌握;3、產品的EMC整改定位思路掌握;4、產品的各種認證流程掌握;5、產品的硬體硬體知識,對電路(主控、介面)了解;6、EMC設計整改元器件(電容、磁珠、濾波器、電感、瞬態抑制器件等)使用掌握;7、產品結構屏蔽設計技能掌握;8、對EMC設計如何介入產品各個研發階段流程掌握;

Ⅵ 電子產品的EMC如何整改

主要是屏蔽沒做好 主要檢查接地的線與外殼

Ⅶ 什麼是emc,進行emc設計要注意哪些問題

電磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行並不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。

Ⅷ 汽車音響產品PCB設計時應注意哪些EMC問題

汽車電子的EMC設計
汽車電子處於一個充滿雜訊的環境,因此汽車電子必須具有優秀的電磁兼容(EMC)性能。而汽車電子的EMC設計中最主要的是微處理器的設計,作者將結合實際設計經驗,分析雜訊的產生機理並提出消除雜訊的方法。
汽車電子常常工作環境很惡劣:環境溫度范圍為-40oC到125oC;振動和沖擊經常發生;有很多雜訊源,如刮水器電動機、燃油泵、火花點火線圈、空調起動器、交流發電機線纜連接的間歇切斷,以及某些無線電子設備,如手機和尋呼機等。
汽車設計中一般都有一個高度集成的微控制器,該控制器用來完成大量的計算並實現有關車輛運行的控制,包括引擎管理和制動控制等。汽車電子設計不僅需要在這種雜訊環境中實現對MCU的保護,同時也必須規范MCU模塊設計,確保MCU模塊發射的雜訊滿足相關的規范。
在概念上,電磁兼容性(EMC)包含系統本身對雜訊的敏感性以及雜訊發射兩個部分。雜訊可以通過電磁場的方式傳播從而產生輻射干擾,也可以通過晶元上或者晶元外的寄生效應傳導。
在大多數汽車控制系統設計中,EMC變得越來越重要。如果設計的系統不幹擾其它系統,也不受其它系統發射影響,並且不會干擾系統自身,那麼所設計的系統就是電磁兼容的。
在美國出售的任何電子設備和系統都必須符合聯邦通訊委員會(FCC)制定的EMC標准,而美國主要的汽車製造商也都有自己的一套測試規范來制約其供應商。其它的汽車公司通常也都有各自的要求,如:
SAE J1113(汽車器件電磁敏感性測試程序)給出了汽車器件推薦的測試級別以及測試程序。
SAE J 1338則提供關於整個汽車電磁敏感性如何測試的相關信息。
SAE J1752/3和IEC 61967的第二和第四部分是專用於IC發射測試的兩個標准。
歐洲也有自己的標准,歐盟EMC指導規范89/336/EEC於1996年開始生效,從此歐洲汽車工業引入了一個新的EMC指導標准(95/54/EEC)。
檢查汽車對於電磁輻射的敏感性,應該確保整個汽車在20到1000MHz的90%帶寬范圍內參考電平限制在24V/米的均方根值以內,在整個帶寬范圍以內的均方根值在20V/米以內。在測試過程中要試驗駕駛員對方向盤、制動以及引擎速度的直接控制,而且不允許產生可能導致路面上任何其他人混淆的異常,或者駕駛員對汽車直接控制的異常。
由於晶元幾何尺寸不斷減小,以及時鍾速度的不斷增加都會導致器件發射超過500MHz的時鍾諧波,因此EMC設計非常重要。如摩托羅拉公司最新基於e500架構的微控制器MPC5500系列,該晶元採用0.1微米工藝技術,時鍾頻率為200MHz。
此外,產品成本的要求迫使生產商設計電路板時不使用地層並盡可能減少器件數量,汽車設計工程師將面對非常嚴格的設計約束挑戰。設計的電子系統必須高度可靠,即使一百萬輛汽車中有一輛存在一個簡單的故障都是不允許的。沒有考慮EMC設計而召回所有汽車的事實證明這種做法不僅損失巨大,而且影響汽車廠商的聲譽。
在電磁兼容設計中,「受害方」的概念通常指那些由於設計缺乏EMC考慮而受到影響的部件。受害部件可能在基於MCU的PCB或者模塊的內部,也可能是外部系統。通常的受害部件是汽車免持鑰匙入車 (Keyless-Entry)模塊中的寬頻接收器或者是車庫門開啟裝置接收器,由於接收到MCU發出的足夠強的雜訊,這些模塊中的接收器會誤認為接收到了一個遙控信號。
汽車收音機通常也是受害部件:MCU可能產生大量的FM波段諧波,嚴重降低聲音質量。分布在汽車中的其它模塊也可能受到類似的影響,基於MCU的模塊產生的發射雜訊經由線纜傳播出去,如果MCU產生足夠強的雜訊對文本和語音進行干擾,那麼無繩電話和尋呼機也容易受到干擾。
EMC設計
很多EMC設計技術都可以應用到電路板和SoC設計中。最具共性的部分就是傳輸線效應,以及布線和電源分布網路上的寄生電阻、電容和電感效應。當然,SoC設計中存在許多與晶元自身相關的技術,涉及基底材料、器件幾何尺寸和封裝等。
首先了解傳輸線效應。如果發送器和接收器之間存在阻抗不匹配,信號將產生反射並且導致電壓振鈴現象,因而降低雜訊容限,增加信號串擾並通過容性耦合對外產生信號發射干擾。IC上的傳輸線尺寸通常非常小,因此不會發射雜訊或者受到輻射雜訊的影響,而電路板上的傳輸線尺寸通常比較大,容易產生這種問題,最常用的解決辦法是使用串聯終結器。
在SoC設計中,雜訊主要通過寄生電阻和電容來傳導,而不是以電磁場的方式輻射。CMOS晶元通過一種外延工藝實現極低電阻基底的方法來增強抗閉鎖的能力,而基底的底側為基底雜訊提供了一種有效的傳導路徑,使得很難將雜訊源同敏感節點在電氣上分隔開來。
許多並行的p+基底觸點(contact)為阻性耦合雜訊提供了一個低阻抗路徑。在n阱和p溝道晶體管p基底的側壁以及底部之間會形成寄生電容,因而產生容性耦合雜訊,並且在n溝道晶體管的基底和源區之間形成pn結(見圖1)。
單個pn結電容非常小,在一個VLSI的SoC設計中並行的電容總和通常是幾個納法,在連接到電源網路之前將源區和基底直接連接可以短路掉這個電容。這種技術還消除了進入基底的瞬時負電流而導致的體效應(body effect)。體效應會增加耗盡區,並導致晶體管的Vt變高。同樣的技術也可以應用於n阱p溝道晶體管,以減小容性耦合雜訊。
然而,包含層疊晶體管的數字電路或者模擬電路通常都需要隔離源區。在這種情況下,增加Vss到基底或者Vdd到基底的電容能夠降低雜訊瞬態值。對模擬電路設計來說,體效應通過改變偏置電流和信號帶寬降低了電路性能,因此需要使用其它解決辦法,如阱隔離。對數字電路,採用單一的阱最理想,可以降低晶元面積。通過認真的設計可以對體效應進行補償。
基底雜訊的另一個來源是碰撞離化(impact-ionization)電流,該雜訊跟工藝技術有關,當NMOS晶體管達到夾斷(pinch-off )電壓時就會出現這種情況。碰撞離化會在基底產生空穴電流(正的瞬間電流)。
通常,基底雜訊的頻率范圍可能高達1GHz,因此必須考慮趨膚效應。趨膚效應是指導體上隨著深度的增加感應系數增大,在導體的中心位置達到最大值。趨膚效應會導致片上信號的衰減以及信號在晶元p+基底層的失真。為最大程度減小趨膚效應,要求基底厚度小於150微米,該尺寸遠遠小於某些基底允許的最小機械厚度,然而更薄的基底更易碎。
雜訊源
微控制器內部存在四種主要的雜訊源:內部匯流排和節點同步開關產生的電源和地線上的電流;輸出管腳信號的變換;振盪器工作產生的雜訊;開關電容負載產生的片上信號假象。
許多設計方法可以降低同步開關雜訊(SSN)。穿透電流是SSN的一個主要來源, 所有的時鍾驅動器、匯流排驅動器以及輸出管腳驅動器都可能受到這種效應的影響。這種效應發生在互補類型的反相器中 ,輸出狀態發生變化時p溝道晶體管和n溝道晶體管瞬間同時導通。確保在互補晶體管導通之前關斷另一個晶體管就可以實現穿透電流最小,在大電流驅動器的設計中,這可能要求一個前置驅動器來控制該節點信號的轉換率。
切斷不需要使用模塊的時鍾也可以降低SSN。很明顯,該技術同具體應用十分相關,應用該技術可以提高EMC性能。在類似摩托羅拉的MPC555和565這樣高度集成的微控制器晶元中,所有晶元的外圍模塊都具有這樣的功能。
SSN也會產生輻射干擾,瞬間的電源和地電流會通過器件管腳流向外部的去耦電容。如果該電路(包括邦定線、封裝引線以及PCB線)形成的環路足夠大,就會產生信號發射。而環路中的寄生電感會產生電壓降,將進一步產生共模輻射干擾。
共模輻射電場E的強度由下面等式計算:
E = 1.26 x 10-6 Iw f l/d
E = 1.26 x 10-6 Iw f l/d
這里E的單位是伏特/米,Iw的單位是安培,f是單位為赫茲,l是路徑長度,d是到該路徑的距離,l和d的單位都是米。 復雜設計中頻率由特定的應用需求來確定,不可能降低,因此SoC設計工程師必須認真考慮如何通過降低Iw或l來降低電場強度。
處理好時鍾域也能降低SSN。許多優秀的SoC設計都是同步電路,這樣容易在時鍾上下沿處產生很大的峰值電流。將時鍾驅動器分布在整個晶元中,而不是採用一個大的驅動器,這樣可以使瞬態電流分布開。另外一種可能的辦法是確保時鍾不互相重疊。當然必須小心避免由於時序不匹配而產生競爭。更重要的是,時鍾信號應該在遠離敏感的I/O邏輯信號,特別是模擬電路。
當前的復雜嵌入式MCU有許多輸出信號,大多數輸出信號都必須能夠快速地響應電容負載。這些信號包括時鍾、數據、地址和高頻串列通信信號。對內部節點來說,穿透電流和容性負載都會產生雜訊。應用同樣的技術處理內部節點可以解決輸出管腳驅動器電路雜訊問題。另外,管腳上信號的快速變換會產生反射引起的輸出信號線上的信號振鈴和串擾。
將這種類型的雜訊源減到最小有許多解決方案。輸出驅動器可以設計成驅動強度可以控制,並且可以增加信號轉換速率控制電路來限制di/dt。由於大多數器件測試設備同最終應用相比,測試節點電容更高,所以通常更願意指定一個固定值來實現驅動強度的控制。例如,假定MPC5XX系列的MCU微控制器晶元的CLKOUT滿驅動強度是一個90pF的負載,並且是專為測試目的而設定。除了因為時序而考慮滿驅動強度外,最好使用降低的驅動強度。
上面介紹的技術對於降低雜訊有積極的作用,由於瞬態電流包絡延長,平均的電流實際上會增加。在晶元上實現一個LVDS物理層也可以減小由於輸出管腳上大的瞬態電流產生的雜訊,這種方式依靠差模電流源來驅動低阻抗的外部負載(圖2)。電壓的擺幅限制在±300mV范圍內。
支持這種技術所需增加的管腳可以通過減少電源管腳來彌補,由於這種實現方式有效地降低了片上瞬態電流,因而輸出驅動器通過電源基本上維持一個恆定的直流電流,而傳統驅動器中的瞬態電流則會在電容性負載上產生大的電壓擺幅。
在振盪器設計中有兩個方面會影響到EMC:輸入和輸出信號波形的形狀會產生影響;通過頻率抖動來實現頻譜展寬並降低其窄帶功率的能力。
振盪器從本質上屬於模擬電路,因而對工藝、溫度、電壓和負載效應比SoC中的數字電路更敏感。使用自動增益控制(AGC)電路形式的反饋來限制振盪器信號幅度可以消除大部分這些效應。AGC的另外一種替代實現就是雙模式振盪器,可以在高電流模式和低電流模式之間切換。初始狀態下,電源接通時使用高電流模式確保較短的啟動時間,然後切換到低電流模式確保最小雜訊。
在集成了作為振盪器電路一部分的鎖相環的SoC設計中,可以利用頻率抖動在很小的范圍內改變時鍾頻率,這樣隨著頻率在一個范圍上展開,可以減少基本能量。整個系統設計必須仔細考慮確保這種改變的比率以及頻率范圍不會影響最終應用中關鍵器件的時序。而在類似CAN、非同步SCI和定時的I/O功能等廣泛應用於汽車的串列通信中不能採取該方式。晶元上的開關雜訊表明其自身就是期望信號輸出的一個阻尼振盪,這是電感與晶元上負載電容串聯組合而產生的結果。對一個典型的片上匯流排來說,負載是一個連接到許多三態緩沖器的長的PCB布線,該負載的主體是電容,包括柵極,pn結以及互聯電容。
消除電感或者降低di/dt可以減小或者消除雜訊。只有當雜訊幅度大到會引起連接節錯誤開關時,才需要認真考慮設計中的雜訊問題。
降低對於外部雜訊源的敏感性包括對外部器件以及內部設計的考慮。外部的瞬態電流會引起管腳上的兩種情況:電壓變化會導致容性耦合的電流進入器件;超出電源范圍的電壓最終會通過電阻路徑將電流傳導到器件中。
汽車電子設計中,通常用外部RC濾波器來限制瞬態電壓擺幅和注入電流。必須小心,確保外部器件值考慮到漏電流效應,尤其是模擬輸入時。值得注意的是,MCU和外圍IC的I/O管腳通常多達200個,這種解決方案所需的額外成本和電路板空間使工程師在系統設計中不願意採用。最好的解決辦法是實現在晶元上的高度集成。
硬體和軟體技術可以協同實現EMC性能要求。例如,許多MCU都具有在外部匯流排上輸出內部訪問的能力,通常情況下這些都是不可見的。這種方式對於調試非常有用,但是在一些設計不當的系統中可能會產生外部的匯流排競爭,從而使相關雜訊增加。
在過去的工作中我曾遇到晶元上A/D變換器讀取值不正確的類似問題,該問題看上去似乎雜訊在某種程度上干擾了測量或者是變換。通過了解系統的硬體結構圖,從表面上了解A/D變換器的輸入部分似乎一切都很正常,但是我注意到外部的EPROM以某種方式實現解碼,而這種解碼方式在某些非常特殊的情況下可能會引起匯流排競爭,這種競爭不會影響程序的任何運行,但是會產生足夠的雜訊,因此會出現A/D變換偶然的錯誤。通過改變解碼邏輯就迅速解決了這個問題。
參考文獻:
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5. T. J. Schmerbeck, "Noise Coupling in Mixed-Signal ASICs," Chapter 10 in Low-Power HF Microelectronics: A Unified Approach, edited by Gerson Machado, IEEE Press, New York, 1996.
作者:Richard Soja

Ⅸ 如何做EMC整改為了減小EMI應該採取什麼措施

EMC測試報告多了去了,EMC包括EMI和EMS,EMI里有傳導輻射等等等等,EMS還有浪涌群脈沖靜電等等等,你還是具體找某個項目吧!不同項目解決辦法不同,你的問題類似於我怎麼才能生活得好一樣,太廣泛了!

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