產(chǎn)品的電磁兼容性（EMC）從總體上包括兩個(gè)方面，一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限制，也就是EMI（電磁干擾），另一方面是指產(chǎn)品對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定的抗擾度，也就是抗干擾能力，即EMS（電磁耐受性）。

首先我們用實(shí)例討論一下靜電干擾，靜電放電（ESD）是指具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移，ESD會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重地?fù)p壞或操作失常，因而在芯片和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中ESD是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。

對(duì)于小型的EUT（Equipment Under Test）測(cè)試環(huán)境，如下圖所示：

普通電子產(chǎn)品的國(guó)際測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為IEC61000-4-2，該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)被試設(shè)備安裝與環(huán)境條件，將考核要求分成不同的嚴(yán)酷度等級(jí)。凡等級(jí)高的設(shè)備可以用在等級(jí)低的場(chǎng)合，反之則不可以。靜電放電的嚴(yán)酷度等級(jí)見表。

按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試評(píng)定等級(jí)：

1類：在制造商、委托商或購(gòu)買方規(guī)定限值內(nèi)性能正常；

2類：功能或性能暫時(shí)降低或喪失但可自行恢復(fù)，不需要操作者干預(yù)；

3類：功能或性能暫時(shí)降低過喪失，要求工作人員干預(yù)或系統(tǒng)重置才能正常恢復(fù)；

4類：由于設(shè)備零件或軟件只損壞或者數(shù)據(jù)之喪失而造成不可自行恢復(fù)的功能降低或喪失；

評(píng)定時(shí)1類判定為通過4類判定為不通過，2、3類需要用戶與制造商雙方協(xié)商來(lái)判斷。

一款電路板產(chǎn)品是否能通過靜電測(cè)試，需要注意很多方面：包括在原理圖中增加防靜電器件，原理與layout設(shè)計(jì)時(shí)接地問題，電路板與外殼如何連接等。一塊設(shè)計(jì)良好的電子產(chǎn)品，可以在靜電測(cè)試過程中保持各項(xiàng)功能正常。

下圖所示是正在測(cè)試的迅為eTOP系列工控機(jī)：

作為產(chǎn)品研發(fā)階段的評(píng)估來(lái)說(shuō)，我們測(cè)試時(shí)基本上本著使勁“造”的原則，來(lái)評(píng)估設(shè)備的參數(shù)極限。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品之初會(huì)有不足之處，靜電測(cè)試會(huì)直接傷害到我們的產(chǎn)品，這時(shí)產(chǎn)品不滿足應(yīng)用要求，我們就需要整改了，首先需要通過多次重復(fù)測(cè)試。定位問題出在硬件的那里，結(jié)合原理圖和pcb，查找設(shè)計(jì)不合理或者影響靜電釋放的地方，對(duì)電路板進(jìn)行整改。

接下來(lái)我們實(shí)例討論下快速脈沖群測(cè)試。大部分電子產(chǎn)品需要通過電快速瞬變脈沖群（EFT）和靜電放電（ESD）等項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。EFT和ESD是兩種典型的突發(fā)干擾，EFT信號(hào)單脈沖的峰值電壓可高達(dá)4kV，上升沿5ns。接觸放電測(cè)試時(shí)的ESD信號(hào)的峰值電壓可高達(dá)8kV，上升時(shí)間小于1ns。這兩種突發(fā)干擾，都具有突發(fā)、高壓、寬頻等特征。

EFT的特點(diǎn)是上升時(shí)間快，持續(xù)時(shí)間短，能量低，但具有較高的重復(fù)頻率。EFT一般不會(huì)引起設(shè)備的損壞，但由于其干擾頻譜分布較寬，會(huì)對(duì)設(shè)備正常工作產(chǎn)生影響。其干擾機(jī)理為EFT對(duì)線路中半導(dǎo)體結(jié)電容單向連續(xù)充電累積，引起電路乃至設(shè)備的誤動(dòng)作。

我們?cè)跍y(cè)試電源線耦合時(shí)，實(shí)驗(yàn)室基本布局如下圖所示：

EFT測(cè)試對(duì)應(yīng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為IEC61000-4-4。測(cè)試等級(jí)如下表所示：

下圖正在測(cè)試測(cè)試迅為eTOP系列一款人機(jī)界面HMI：

解決電源線干擾問題的主要方法是在電源線入口處安裝電源線濾波器，阻止干擾進(jìn)入設(shè)備。快速脈沖通過電源線注入時(shí)，可以是差模方式注入，也可以是共模方式注入。對(duì)差模方式注入的一般可以通過差模電容（X電容）和電感濾波器加以吸收。若注入到電源線上的電壓是共模電壓，濾波器必須能對(duì)這種共模電壓起到抑制作用才能使受試設(shè)備順利通過試驗(yàn)。

快速脈沖通過信號(hào)/控制線注入時(shí)，由于是采用容性耦合夾注入，屬共模注入方式。如果測(cè)試出現(xiàn)問題，應(yīng)采取的措施：（1） 信號(hào)電纜屏蔽、（2） 信號(hào)電纜上安裝共模扼流圈、 （3） 信號(hào)電纜上安裝共模濾波電容、 （4） 對(duì)敏感電路局部屏蔽。

電磁兼容領(lǐng)域所指的浪涌沖擊一般來(lái)源于開關(guān)瞬態(tài)和雷擊瞬態(tài)。 開關(guān)瞬態(tài)：

A）主要的電力系統(tǒng)切換騷擾，例如電容器組的切換；

B）配電系統(tǒng)中較小的局部開關(guān)動(dòng)作或負(fù)載變化；

C）與開關(guān)器件（如晶閘管）相關(guān)聯(lián)的諧振現(xiàn)象；

D）各種系統(tǒng)故障，例如設(shè)備組合對(duì)接地系統(tǒng)的短路和電弧故障。

雷電瞬態(tài)：

A）直接雷，它擊于外部（戶外）電路，注入的大電流流過接地電阻或外部電路阻抗而產(chǎn)生電壓；

B）間接雷（即云層之間或云層中的雷擊或擊于附近物體的雷擊產(chǎn)生的電磁場(chǎng)），它在建筑物內(nèi)、外導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓和電流；

C）附近直接對(duì)地放電的雷電電流，當(dāng)它耦合到設(shè)備組合接地系統(tǒng)的公共接地路徑時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。

我們?cè)跍y(cè)試時(shí)試驗(yàn)布局如下圖所示。

浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)所采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T17626.5-2008《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》它等同于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：IEC61000-4-5。等級(jí)如下表所示。

浪涌抗擾度實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1類 在制造商、委托方或購(gòu)買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常

2類 功能或性能暫時(shí)喪失或降低，但在騷擾停止后能自行恢復(fù)，不需要操作者干預(yù)；

3類 功能或性能暫時(shí)喪失或降低，但需操作人員干預(yù)才能恢復(fù)；

4類 因設(shè)備硬件或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。（意味著產(chǎn)品不合格）

在浪涌測(cè)試實(shí)驗(yàn)中測(cè)試通不過，可能產(chǎn)生如下后果：

（1）引起接口電路器件的擊穿損壞。

（2）造成設(shè)備的誤動(dòng)作。

浪涌脈沖的上升時(shí)間較長(zhǎng)，脈寬較寬，不含有較高的頻率成分，因此對(duì)電路的干擾以傳導(dǎo)為主。主要體現(xiàn)在過高的差模電壓幅度導(dǎo)致輸入器件擊穿損壞，或者過高的共模電壓導(dǎo)致線路與地之間的絕緣層擊穿。由于器件擊穿后阻抗很低，浪涌發(fā)生器產(chǎn)生的很大的電流隨之使器件過熱發(fā)生損壞。對(duì)于有較大平滑電容的整流電路，過電流使器件損壞也可能是首先發(fā)生的。

雷擊浪涌試驗(yàn)的大特點(diǎn)是能量特別大。所以采用普通濾波器和鐵氧體磁芯來(lái)濾波、吸收的方案基本無(wú)效；必須使用氣體放電管、壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和半導(dǎo)體放電管等專門的浪涌抑制器件才行。浪涌抑制器件的一個(gè)共同特性就是阻抗在有浪涌電壓與沒浪涌電壓時(shí)不同。正常電壓下，它的阻抗很高，對(duì)電路的工作沒有影響；當(dāng)有很高的浪涌電壓加在它上面時(shí)，它的阻抗變得很低，將浪涌能量旁路掉。這類器件的使用方法是并聯(lián)在線路與參考地之間，當(dāng)浪涌電壓出現(xiàn)時(shí)，迅速導(dǎo)通，以將電壓幅度限制在一定的值上壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管和氣體放電管具有不同的伏安特性，因此浪涌通過它們時(shí)發(fā)生的變化不同。