原文来自微信官方账号：工程师看海
无论是什么电子产品，EMC永远是它需要面对的问题。EMC就是电磁兼容性(电磁兼容性)。EMC分为两部分：EMS(电磁敏感度)电磁抗扰度和EMI(电磁干扰)电磁干扰。一个是评价产品本身的稳定性，一个是评价产品的外部噪声水平，这两个都是产品质量的重要指标。以手机为例，介绍了电磁兼容和静电浪涌的基本原理和常用解决方案，有助于指导工程师进行PCB布局，解决实际的电磁兼容问题。
任何事物都有干扰，干扰是抵抗干扰的唯一方法。解决EMC问题有三个方向。围绕这三个方向，可以想出许多解决方案。太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦千变万化。这三个方向分别是干扰源、干扰传播路径和干扰受体。
世界上没有无缘无故的爱和恨。让让我们从干扰源开始。
根据干扰的传播路径，干扰分为空间干扰和传导干扰两种，不同的路径有不同的干扰源。
让让我们先谈谈空间干扰。下图是三类空间干扰的示意图，分别是静电耦合、电磁耦合和无线电波的电磁耦合。干扰源产生的噪声通过这三条空间路径影响接收电路，从而造成系统异常。
1.静电耦合
静电耦合对电场敏感。一般是电压高，电流低。其简化模型如下：干扰方产生的电场会通过电容耦合，通过电容(pF级)作用于受害方，进而在受害方产生噪声，这就是静电干扰。
如果受害者阻抗大，产生的干扰也会变大，这也是高阻抗电路更容易接收噪声的原因之一。
那么有哪些手段可以缓解静电耦合带来的干扰呢？
增加间距。
通过降低耦合电容，可以降低干扰。
缩短联轴器长度。
减少两条走线平行部分的长度相当于减少并联电容，从而减少耦合电容引起的干扰。
静电屏蔽。
金属护罩挡住了干扰方和受害方，如下图所示。
降低干扰源的电压。
在干扰源处过滤。
2.磁场耦合
有爱有恨，有电容有电感，都是双器件。电磁耦合是基于电感耦合，低压大电流。导线流过电流会产生磁场，磁场通过互感作用于受害线，从而产生干扰。这就是磁场耦合。
那么有哪些手段可以缓解电磁耦合带来的干扰呢？
增加间距。
通过降低互感系数，减少了干扰。
缩短耦合长度，垂直交叉布线。
减少两条走线平行部分的长度相当于减少互感。
电磁屏蔽。
金属板的涡流可以阻挡磁场，所以可以接地，如果用金属板回流，也可以接地。
降低干扰源电流。
在干扰源处过滤。
3.电磁耦合和天线
静电耦合和磁场耦合对距离敏感，属于近距离干扰。加大距离可以大大降低干扰，但无线电波干扰属于远程干扰，对距离不是很敏感。
天线可以产生无线电波。天线可以分为偶极天线和环形天线。如下图所示，这些天线不仅可以发射信号，还可以接收信号(拾取噪声)。所以作为发射天线，要尽量避免天线干扰。对于受害设备，尽量避免内部设计产生无用天线，导致拾取无线电波干扰。
偶极天线对电压敏感，而
我们还应该避免在布线时出现单独的终端，它可能会成为发射或接收天线。
5.环形天线
许多基于法拉第的磁场检测装置电磁感应定律使用探测线圈来获得磁场。环形天线可以发射和接收电波，因此减小发射环形天线的面积是减少干扰的有效方法之一。PCB布局时我们还需要缩短布线长度，避免形成环形天线进行发射或接收。
5.近场和远场
近场和远场是一对非常重要的概念，对我们优化EMC有着重要的指导作用。
近场和远场的分界线为d=/2，为波长，天线距离小于D时为近场，大于D时为远场。
图片来自村田官网
偶极子的近场电场更强，电场随距离衰减更快。
环形天线的磁场在近场范围内更强，磁场随距离衰减更快。
但无论是偶极天线还是环形天线，在远场范围内，电场和磁场随距离同速衰减，此时的波阻抗为377，这是一个重要参数，后面会用到。
6.空间传导噪声的抑制
至于静电耦合和电磁耦合的噪声抑制方法，前面已经介绍过了，我就不多说了这里不再赘述。本部分介绍屏蔽材料对电磁波干扰的抑制，也称电磁屏蔽。
屏蔽效应可以近似表示为SE=R A，R代表反射损耗，A代表衰减损耗。
反射损耗R是利用阻抗不匹配来反射噪声来抑制干扰，和阻抗有很大关系。还记得之前的377吗？一会儿会用到它。
衰减损耗是利用高频趋肤效应衰减电磁波，与屏蔽材料和频率有关。
如前所述，远场波的阻抗为377，而铜板等屏蔽材料导电性高，阻抗非常非常小。10MHZ时，铜的固有阻抗只有1m左右，相差30万倍，铁的阻抗也很小。远场波的阻抗和屏蔽材料的阻抗有巨大的差距，产生反射，所以只看反射系数就能达到100dB的衰减效果。
如果使用电导率较高的材料，反射损耗会更多，屏蔽效果会更好。
从下图也可以看出，材料越厚，衰减损耗越多，屏蔽效果越好。
图片来自村田官网
趋肤深度是评价趋肤效应强弱的一个参数。相同尺寸的不同材料，趋肤深度越小，对干扰的衰减越强，干扰抑制效果越好。
下图是这一节的重点！
铁的电导率比铜低，但磁导率比铜高。
从下图可以理解，在相同频率下，铁的趋肤深度小于铜，即由于铁的高磁导率，衰减损耗更大，衰减损耗带来的抗干扰效果更好。
从上图也可以解读出，频率越高，趋肤深度越小，所以很薄的金属材料在高频下也能达到很好的屏蔽效果。
但是！
如果频率很低，趋肤深度会很大，需要很厚的屏蔽材料来抑制低频干扰。这时候用铁等导磁率高的材料屏蔽比较好。
高频干扰屏蔽电场，使用更薄的材料；
干扰低频屏蔽磁场，使用厚胶材料就是原因。
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标签：干扰电磁磁场