在復雜的電磁環境中，每個電子電器產品除了能抵抗一定的外界電磁干擾正常工作外，不會產生電磁環境中其他電子電器產品無法承受的電磁干擾。也就是說，必須滿足相關標準規定的電磁靈敏度限值和電磁輻射器限值的要求，這是電子電氣產品電磁兼容性要解決的問題，也是電子電氣產品通過電磁兼容性認證的必要條件。很多工程師在設計產品時，對于如何正確選擇和使用電磁兼容元器件，不知所措，或者效果不理想。因此，有必要對此進行討論。

　　現在我們通過一些圖片直觀系統地回顧電磁兼容的含義、電磁干擾的三要素以及抑制電磁干擾的原理。然后，根據電磁兼容設計原理和元器件的不同結構特點，重點闡述了電磁兼容設計中不同元器件的選擇和應用技巧，對電磁兼容設計具有指導作用。

　　電磁兼容性的定義

　　電磁干擾的三個要素

　　抑制電磁干擾的原理

　　EMC的主要解決方案預防比屏蔽更有效。

　　電磁兼容元器件是解決電磁干擾發射和電磁靈敏度問題的關鍵，正確選擇和使用這些元器件是電磁兼容設計的前提。因此，我們必須徹底掌握這些組件，這樣才有可能設計出符合標準要求、具有最佳性價比的電子電氣產品。每個電子元件都有自己的特點，所以在設計時需要仔細考慮。接下來，我們將討論一些常見的電子元件和電路設計技術，以減少或抑制電磁兼容性。

　　元素組

　　電子元件有兩種基本類型：含鉛元件和無鉛元件。帶引腳和導線的元件具有寄生效應，尤其是在高頻時。該引腳形成一個小電感，約為1nH/mm/引腳。引腳末端也可以產生小電容效應，約為4pF。因此，銷的長度應盡可能短。與帶引腳的元件相比，不帶引腳和表面貼裝的元件寄生效應較小。典型值為0.5nH的寄生電感和約0.3pF的終端電容。

　　從電磁兼容性的角度來看，表面貼裝元件效果最好，其次是徑向引腳元件，最后是軸向平行引腳元件。

　　1.電磁兼容元件的電容

　　在EMC設計中，電容是應用最廣泛的元件之一，主要用于形成各種低通濾波器或用作去耦電容和旁路電容。實踐表明，在電磁兼容設計中，正確選擇和使用電容器不僅可以解決許多電磁干擾問題，而且充分體現了效果好、價格低、使用方便的優點。如果電容器選擇或使用不當，可能根本達不到預期目的，甚至加劇EMI水平。理論上，電容的容量越大，容抗越小，濾波效果越好。有些人也有這個習慣。但大容量電容一般寄生電感大，自諧振頻率低(例如典型的陶瓷電容，f  0為0.1F=5 MHz，F0為0.01F=15 MHz，F0為0.001F=50 MHz)，對高頻噪聲的去耦效果較差，甚至完全沒有去耦效果。當頻率超過10兆赫時，分立元件的濾波器將開始失去性能。元件的物理尺寸越大，轉折頻率越低。這些問題可以通過選擇特殊結構的電容器來解決。

　　片式電容的寄生電感幾乎為零，總電感也可以降低到元件本身的電感，通常只有傳統電容寄生電感的1/3~1/5，自諧振頻率可以達到同容量引線電容的2倍(或根據一些數據為10倍)，是射頻應用的理想選擇。

　　傳統上，射頻應用通常選擇陶瓷電容。然而，在實踐中，超小型聚酯或聚苯乙烯薄膜電容器也是合適的，因為它們的尺寸相當于陶瓷芯片電容器的尺寸。

　　三端電容可以將小型陶瓷電容的頻率范圍從50 MHz以下擴展到200 MHz以上，對于抑制VHF頻段的噪聲非常有用。為了在甚高頻或更高頻段獲得更好的濾波效果，特別是為了保護屏蔽層不被穿透，必須使用饋通電容。

　　2.電磁兼容元件的電感

　　電感是可以連接磁場和電場的元件。它固有的與磁場相互作用的能力使它可能比其他組件更敏感。與電容一樣，巧妙使用電感也可以解決許多電磁兼容問題。電感器有兩種基本類型：開環和閉環。它們的區別在于內磁場環。在開環設計中，磁場由空氣封閉；在閉環設計中，磁場通過磁芯完成磁路，如下圖所示。

　　電感中的磁場

　　電感優于電容的一個優點是沒有寄生電感，因此表面貼裝型和引線型沒有區別。

　　開環電感的磁場通過空氣，會引起輻射和電磁干擾(EMI)問題。在選擇開環電感時，繞組類型優于棒型或螺線管型，因為磁場會在磁芯中受到控制(即磁體中的局部磁場)。

　　開環電感

　　對于閉環電感來說，磁場完全控制在磁芯中，所以這種類型的電感在電路設計上更理想，當然也更貴。螺旋閉環電感器的一個優點是，它不僅控制磁芯處的磁環，還能自行消除所有外部附帶的場輻射。

　　電感的磁芯材料主要有兩種：鐵和鐵氧體。鐵磁芯電感用于低頻(幾十千赫)，而鐵氧體磁芯電感用于高頻(最高可達兆赫)。因此，鐵氧體磁芯電感更適合電磁兼容應用。電磁兼容應用中使用兩種特殊的電感類型：鐵氧體磁珠和鐵氧體夾片。鐵酸鹽可以作為感應磁芯的骨架。鐵芯電感常用于低頻場合(幾十KHz)，而鐵氧體磁芯電感常用于高頻場合(MHz)。因此，鐵氧體磁芯電感更適合電磁兼容應用。

　　三、過濾器結構的選擇

　　EMC設計中的濾波器通常是指由L和c組成的低通濾波器，不同結構的濾波器的主要區別之一是電容和電感的連接方式不同。濾波器的有效性不僅與其結構有關，還與連接網絡的阻抗有關。例如，單電容濾波器在高阻抗電路中工作良好，但在低阻抗電路中工作不佳。

　　過濾器分類(基于功能)

　　過濾器分類(基于結構)

　　過濾器選擇

　　4.電磁兼容組件的磁珠

　　磁珠由氧磁鐵組成，感應器由磁芯和線圈組成。磁珠將交流信號轉化為熱能，感應器儲存交流電并緩慢釋放。

　　磁珠的工作原理

　　磁珠選擇

　　磁珠的電路符號是電感，但從模型中可以看出使用了磁珠。磁珠和電感的原理相同，但頻率特性不同。

　　是一種感應儲能元件，而磁珠是能量轉換(消耗)裝置。電感多用于電力濾波電路，重點是抑制傳導干擾；磁珠多用于信號電路，主要用于EMI。磁珠用于吸收超高頻信號，如一些射頻電路、PLL、振蕩電路、包括超高頻存儲器(DDR、SDRAM、RAMBUS等)在內的電路。)都需要在電源的輸入部分加入磁珠，而電感是儲能元件，用于LC振蕩電路、中低頻濾波電路等。其應用頻率范圍很少超過50MHz。

　　5.電磁兼容元件的二極管

　　二極管是最簡單的半導體器件。由于其獨特的特性，一些二極管有助于解決和預防與電磁兼容相關的一些問題。

　　不及物動詞模擬和邏輯有源器件的選擇

　　電磁干擾發射和電磁靈敏度的關鍵是模擬和邏輯有源器件的選擇。必須注意有源器件的固有靈敏度和電磁發射特性。

　　有源設備可以分為調諧器設備和基本波段設備。調諧器作為帶通元件，其頻率特性包括：中心頻率、帶寬、選擇性和帶外雜散響應；基本領帶裝置作為低通元件，其頻率特性包括截止頻率、通帶特性、帶外抑制特性和雜散響應。此外，還有輸入端的輸入阻抗特性、平衡和不平衡特性等。

　　ADI公司的靈敏度特性取決于靈敏度和帶寬，靈敏度取決于器件的固有噪聲。邏輯器件的靈敏度特性取決于DC噪聲容限和抗擾度。

　　有源器件有兩種電磁發射源：傳導干擾通過電源線、接地線和互連線傳輸，并隨著頻率的增加而增加；干擾通過器件本身或互連線輻射，并隨著頻率的平方增加。瞬態地電流是傳導干擾和輻射干擾的初始來源。為了降低瞬態接地電流，有必要降低接地阻抗并使用去耦電容。

　　邏輯器件的翻轉時間越短，占用的頻譜越寬。因此，在保證功能實現的前提下，應盡可能增加信號的上升/下降時間。

　　數字電路是最常見的寬帶干擾源之一，其電磁發射可分為差模和共模。

　　為了減少發射，應盡可能降低頻率和信號電平；為了控制差模輻射，印刷電路板上的信號線、電源線及其環路必須緊密連接在一起，以減少環路面積。為了控制共模輻射，可以使用柵極地線或接地層，也可以使用共模扼流圈。同時，選擇“清潔地面”作為接地點也非常重要。

　　表面貼裝技術(SMT)是20世紀70年代末發展起來的一種新型電子組裝技術，包括表面貼裝器件(SMD)、表面貼裝元件(SMC)、表面貼裝印刷電路板(SMB)、表面貼裝設備、在線測試等。

　　電腦是電子機器中應用最廣泛的SMT，其次是通訊、軍工和消費類電子產品。

　　20世紀90年代，表面貼裝技術發展了一種新型的電路基板，可用于制造多芯片組件。目前，芯片集成電路的輸入/輸出端口數量已經增加到數百個，引腳之間的中心距離已經減少到0.3毫米，目前表面貼裝技術和微組裝技術相互交織滲透。由于SMD/SMC的超小型化，基板的焊點尺寸縮小到I平方英寸以下，可以很好地解決電磁發射和電磁靈敏度的問題。

　　七.電磁屏蔽材料的選擇

　　具有高導電性和磁導率的材料可以用作屏蔽材料。常用的有鋼板、鋁板、鋁箔、銅板、銅箔等。也可以在塑料底盤上噴涂鎳漆或銅漆進行屏蔽。

　　屏蔽罩的屏蔽效能不僅與所選屏蔽材料的導電性、磁導率和厚度有關，而且在很大程度上取決于罩的結構，即其導電連續性。任何實際的屏蔽箱都有間隙，這是由于屏蔽板之間的暫時重疊造成的。由于間隙中傳導的不連續性，電磁泄漏將發生在間隙處。因此，對于永久搭接接頭，可以采用焊接來消除間隙。如果采用鉚接或螺紋連接，間距必須足夠小。對于非永久性搭接，采用電磁密封墊等屏蔽材料是一種非常有效的手段。1.電磁密封墊

　　電磁墊片是一種彈性好、導電性高的材料。用這種材料填充間隙可以保持導電的連續性，是解決間隙電磁泄漏的好方法。選擇電磁密封墊時，需要熟悉以下特性參數：

　　當電流I在轉移焊盤與兩側屏蔽板的結合面上流動，兩側屏蔽板之間的電壓為V時，轉移阻抗定義為Zr=V/I，阻抗越低，兩側屏蔽板之間的電磁泄漏越小，填充后間隙的屏蔽效能越高。

　　硬度墊片的硬度要適中，而硬度過低，容易導致接觸不良，屏蔽效能低。如果硬度過高，則需要較大的壓力，這使得結構設計困難。

　　壓縮永久變形內襯只有在外力作用下變形到一定程度，才能起到屏蔽作用。當外力去除后，墊片不會完全恢復到原來的形狀，也就是永久變形。當然，墊片的壓縮永久變形越小越好。

　　墊片的厚度墊片的厚度應能滿足接觸面不平整的要求，間隙要用其彈性填充，以達到導電連續性的目的。

　　常用的電磁密封墊有以下幾種類型：

　　鋼絲網墊是用金屬絲編織而成的彈性網套，是純金屬接觸，接觸電阻低。但是在高頻時，金屬線會表現出很大的電感，會降低屏蔽效能。因此只適用于L  GHz以下的頻率范圍。

　　橡膠編織網套用金屬絲編織網套包裹泡沫橡膠芯或硅橡膠芯，具有良好的彈性和導電性。

　　導電橡膠墊用金屬顆?；蚪饘倬€填充硅橡膠，形成導電彈性材料。由于導電橡膠中導電顆粒之間的容抗在高頻時會降低，因此填充金屬顆粒在高頻時的屏蔽效能更高。如果導線沿同一方向填充，可以實現純金屬接觸。但由于高頻時導線電感較大，屏蔽效能降低，所以導線的填充只適用于低頻。

　　利用銅良好的導電性和彈性，可以將鈹銅指形簧片制成各種指形簧片。由于純金屬接觸，DC電阻低，電感小，所以在低頻和高頻都有很高的屏蔽效能。

　　螺旋管內膽是由銅或不銹鋼制成的鍍錫螺旋管，具有良好的彈性和導電性，是目前屏蔽效率最高的內膽。

　　2.導電化合物

　　導電化合物包括各種導電粘合劑和各種導電填料。環氧導電膠可用于金屬、金屬與非金屬以及各種硬質表面之間的導電粘接?？梢源婧噶贤瓿晌⒉ㄆ骷囊€連接；可修復印刷電路板，可用于粘接導電陶瓷、天線元件、玻璃除霜、導電/導熱、微波波導元件等。硅脂導電膠用于將彈性導電橡膠粘接固定在金屬表面，可用于航空航天、航空、軍事等電子設備。導電填料是一種高導電率的糊狀材料，用于無法安裝屏蔽襯墊的縫隙中，固化后保持彈性。