课程背景
一个产品开发前期如果没有进行EMC设计，后验证测试时会出现很多问题，如多个项目不通过且超标严重；即使产品开发前期进行了完美的EMC设计，在摸底测试中也或多或少也会存在一些问题，如某个项目测试不通过或者余量不足。
当产品测试时出现问题时，如何快速、准确、高效地定位诊断原因并采取有效对策措施是众多企业普遍关注的问题之一。本课程使学员通过学习可以掌握大概率出问题的RE、CE和ESD三个测试项的定位方法、整改思路和对策措施，提高EMC设计水平。
另外近年来EMC仿真技术发展迅速、功能越来越强大、作用越来越明显，随着产品开发领域对EMC仿真分析的需求不断增强，在此背景下本课程融入了EMC仿真技术的内容，通过对PCB EMI、典型滤波电路及屏蔽设计进行详细的仿真分析，给出了相应有理、有据的EMC设计规则。
课程特色
1) 抽取的概念重要、理论分析经典：基于培训老师20多年大公司EMC工作经验，选择重要要的、与实际应用联系紧密的EMC概念进行介绍，参考国外多部经典、权威的EMC文献资料进行理论分析；
2) EMC定位分析与整改接地气：问题原因分析抓住主要矛盾，分析透彻，举一反三；诊断设备介绍全面，常规的和高端的都有；解决方案中有新型的EMC器件及应用介绍；
3) EMC设计规则有仿真、测试数据支持：大多EMC设计规则，如PCB走线跨分割、换参考、电源/地平面去耦等都有详细的仿真数据支持，有的还有测试数据支持，使学员印象深刻、铭记于心，达到学以致用、立竿见影的效果；
4) 经典的EMC案例分享：通过比较新的、经典的EMC案例分享，是学员达到实战能力的提升
课程大纲
(一) 电磁兼容基本概念及理论
电磁兼容三要素
频域和时域
周期信号的频谱
随机信号的频谱
差模电流和共模电流
差模辐射和共模辐射
近场和远场
PCB中信号回流及传播方式
dB单位的换算
频率及波长
展频（SSC）
峰值、准峰值和平均值
回路电感、部分电感及净余电感
(二) 辐射发射整改与案例分析
辐射发射标准
辐射发射测试失败的主要原因分析
1） PCB设计缺陷
布局不当
布线不当：
a. 关键走线跨分割：对EMI的影响及整改措施
b. 关键信号换参考：对EMI的影响及整改措施
层叠不当
2） 电缆屏蔽层搭接不良或一致性差或非屏蔽线接口滤波不当
3） 结构屏蔽设计缺陷：缝隙过大、开口过大
辐射发射整改所需仪器设备及器件
频谱仪、近场探头、电流探头、光纤探头、屏蔽室/半电波暗室、磁环、簧片、带导电布的连接器、电源口滤波器、信号线滤波器、铜箔、波导板及吸波材料等
定位小技巧：分辨靠近的谐波源、在多个时钟源中定位主要的时钟源、测试电缆谐振、测试结构谐振、测试部件间或接口间电位差
辐射发射定位及整改的一般步骤
典型案例分享
(三) 传导发射整改与案例分析
传导发射测试标准及限值；
开关电源噪声等效电路：
共模噪声等效电路
差模噪声等效电路
开关电源不同频段噪声性质的经验
开关电源共模噪声和差模噪声分离方法
开关电源CE定位整改必要的仪器设备
开关电源CE整改措施
开关电源输入接口滤波抑制噪声；
多电源模块系统电源外壳与机框良好搭接；
定位内部干扰源和耦合路径，在源头采取EMI抑制措施
典型案例分享
(四) ESD抗扰度整改及案例分析
ESD抗扰度标准及测试；
ESD失效模式分析；
ESD整改措施：
阻止静电能量进入电路：机壳屏蔽、非屏蔽机壳设置金属底板、端口防护、绝缘隔离
加固敏感电路：复位线、中断线等走内层及滤波、
软件容错能力提升等
典型案例分享
(五) 电路板接地及仿真分析
a) PCB中地的概念
信号地：电路地，数字地，模拟地
机壳地
安全地
b) 数字逻辑电流的流动
微带线中信号电流及回流路径
带状线中信号电流及回流的路径
c) 回流参考面电流分布
微带线回流参考面电流分布
带状线回流参考面电流分布：对称，非对称
d) 回流参考面阻抗
微带线回流平面净余部分电感
微带线回流平面电阻
微带线回流平面感抗与电阻的比较
e) 回流参考面噪声电压
考虑走线过孔时微带线回流参考平面电流分布
考虑走线过孔时微带线回流参考平面净电感的测试值
考虑走线过孔时微带线回流参考平面噪声电压的测试值
回流参考平面噪声电压对EMI及SI的影响
f) PCB板中电路的地与机壳的连接
g) 散热器接地仿真分析
散热器天线等效模型
散热器不同数量接地螺柱及不同布置对辐射影响的仿真分析
仿真分析总结
h) 混合信号电路的接地
混合信号电路的EMC问题；
一般数字和模拟混合电路的接地
含大功率电机、继电器等高噪声驱动器的数模混合电路的接地
典型案例分享
(六) 电源/地平面去耦及仿真分析
电源/地平面去耦的目的
电源/地平面间EMI噪声的来源
全局去耦电容EMI去耦效果仿真分析
不同数量均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析
不同封装均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析
不同容值均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析
不同容值全局去耦电容交错分布EMI去耦效果的仿真分析
局部去耦电容EMI/SI去耦效果仿真分析
不同容值局部去耦电容EMI去耦效果的仿真分析
局部去耦电容离干扰源不同距离时EMI去耦效果的仿真分析
局部去耦电容在不同电源/地平面距离时EMI去耦效果的仿真分析
电源/地平面及时钟电路电源的去耦设计规则总结
典型案例分享
(七) PCB布局、层叠和布线EMI设计及仿真分析
PCB布局设计
PCB总体布局分区；
接口电路布局；
关键器件布局
PCB层叠设计
多层板选择的原则及设计目标；
基本的多层板构建区块及组合
PCB布线EMI设计
1） 关键信号走线跨分割对辐射影响仿真分析
跨分割处增加不同数量、不同封装、不同容值缝补电容对辐射抑制效果
离跨分割处不同距离处增加缝补电容对辐射抑制效果
关键信号跨分割的EMI设计规则
2） 关键信号换参考对辐射影响仿真分析
a.在两个相同性质参考平面（同为GND或同为VCC）间换参考
更换参考平面处增加不同数量缝补过孔对辐射抑制效果
离更换参考平面处不同距离增加缝补过孔对辐射抑制效果
更换的参考平面不同层间距离时增加缝补过孔对辐射抑制效果
b.在两个不同性质参考平面间（一个为VCC、一个为GND）换参考
更换参考平面处增加不同数量、不同封装、不同容值缝补电容对辐射影响
更换的参考平面不同层间距离时增加缝补电容对辐射抑制效果
c. 关键信号在与同一参考平面相邻的两个信号层间换参考
d.关键信号换参考的EMI设计规则
3） 关键信号PCB表层走线离板边不同距离对EMI辐射仿真分析
关键信号PCB表层走线辐射与板边距离关系
关键信号表层走线EMI设计规则
4） 20H原则仿真分析
20H的基本概念
分析VCC-GND两平面结构VCC内缩20H对EMI辐射的影响；
GND-VCC-GND三平面结构；
a. VCC内缩20H对EMI辐射的影响；
b. VCC范围内增加不同密度的地过孔对EMI辐射的影响；
20H规则对EMI影响的仿真总结
5） 3W原则仿真分析
3W原则的概念及仿真模型；
平行微带线的不同中心间距对串扰的影响；
平行微带线不同线长度、不同介质厚度及不同介电常数时对串扰的影响 ；
3W原则对串扰影响的仿真总结
6） 差分信号的EMI辐射仿真分析
差号线直角拐弯45o斜角长度对EMI的影响；
差号线以4个45o角绕过小障碍物对EMI影响；
差号线以4个45o斜角或圆弧过渡90o绕过大障碍物对EMI影响；
一个相邻差分对对辐射的影响；
两个个相邻差分对对辐射的影响；
差分对内层偏移对辐射的影响；
不平衡的过孔焊盘对EMI的影响
差分线参考平面上的反焊盘对EMI 的影响
差分线EMI辐射仿真分析总结
典型案例分享
(八) EMI滤波、防护电路设计及仿真分析
电源接口滤波及防护设计；
直流端口滤波电路各器件参数影响仿真分析；
-48VDC电源接口滤波防护设计
AC交流端口防护设计
信号接口滤波防护设计；
滤波设计的概念；
单端信号滤波设计（非金属外壳、金属外壳）；
差分信号端口滤波设计
单端和差分混合信号电路滤波设计
时钟电路滤波设计；
时钟输出RC滤波；
晶振及驱动器电源去耦设计；
晶振电源去耦仿真分析；
时钟驱动器电源去耦仿真分析
其它端口滤波防护设计
复位电路滤波设计；
面板指示灯电路滤波设计；
拨码开关滤波设计
典型案例分享
(九) 结构、电缆和PCB屏蔽及仿真分析
结构屏蔽效能评估；
解析公式评估；
仿真评估
a. 不同开孔数量对屏效的影响
b. 不同Q值对屏效的影响
c. 不同机箱大小对屏效的影响;
d. 机箱开槽屏效仿真
e. 不影响散热条件下提高屏效的方法举例
电缆的屏蔽
电缆屏蔽层的搭接要求；
电缆屏蔽层与机壳360o搭接的实现方式
PCB屏蔽
PCB边缘屏蔽仿真分析；
a. 周边不同间距地过孔时对屏蔽效能的影响;
b. 电源平面超出周边地过孔时对屏蔽效能的影响
PCB局部屏蔽
典型案例分享 |
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