汽车行业成功实现EMC测试的10个技巧

前言

汽车工业和每个汽车企业都必须满足各种电磁兼容性（EMC）规定和EMC测试。例如，有两个要求是确保电子系统不会造成太多干扰信号（EMI）或者噪音，它必须能够避免其他软件产生的噪音。本文研究了一些这样的规定，并讨论了一些技巧和方法，以确保设备设计符合这些要求。

EMC规定简述

CISPR25是一种规范，它给出了几种具有建议限制的测试标准，用于评估将要安装在汽车上的部件形成的辐射传输。CISPR除了为制造商提供指导外，大多数制造商还有一套自己的标准CISPR25补充指导规则。CISPR25测试的目的是确保安装在车内的部件不会影响车内的其他软件。

CISPR25规定测试室内的电磁噪声电平必须至少的电频低66dB。因为CISPR25的希望噪声电平低至18dB（μV/m）所以需要一个小于12的地方dB（μV/m）环境噪声电平。作为参考，这大致相当于间距天线1km一个典型AM电台广播场强。

在今天的环境中，达到这一规定的途径是在一个的房间中进行测试，该房间旨在屏蔽测试环境和外部磁场。此外，由于正常预算需要对检测室的尺寸进行一定的限制，因此避免检测室内检测环境中信号反射的不利影响是非常重要的。因此，检测室的墙壁必须嵌入某种不反射电磁（EM）波的材料(图1)。检测室的成本非常昂贵，通常每小时租时内出租。为了降低成本，最好在设计上正确EMC/EMI评估难题，然后在检测室完成一次成功。

一、保持小环路

当存在磁场时，由导电材料形成的回路作为天线，并将磁场转换为围绕回路流动的电流。电流强度与闭环的面积正相关。因此，应尽可能防止回路的出现，并使必要的封闭区域的面积尽可能小。例如，当存在差分数据信号时，可能会有一个回路。在选择差分线的发射机和接收机之间形成一个回路。

另一个常见的回路出现在两个子系统使用相同电路的地方，也许是一个显示器和一个模块控制电路来推动显示器（ECU）。底盘中有一个公共接地（GND）线表示端和全面ECU端至该GND一条连接线。当视频信号连接到具有自己接地线的显示屏时，它将在接地平面内形成一个巨大的回路。在某些地方，这种回路是不可避免的。然而，尽管在地面连接线中引入电感或铁氧体磁珠，DC环路仍将存在，但从RF从辐射的角度来看，这条环路已经断了。

此外，当根据双绞线电缆传输信号时，每对差分控制器/接收器也将形成一个回路。一般来说，由于双绞线是紧密连接的，因此连接电缆部分的回路面积很小。但是，一旦信号到达电路板，应保持紧密连接，以防止扩大回路面积。

二、旁路电容

CMOS电路非常受欢迎，部分原因是它具有高速和非常低的功。CMOS当需要充电和放电时，电路仅在其变化和节点电容时消耗功率。从电源的角度来看，平均流量消耗为10mA的CMOS在时钟变换期间，电路吸收的电流可能高出许多倍，但在时钟变换期间的流量消耗非常低，甚至为零。因此，辐射限制方法侧重于电压和电流的峰值，而不是平均值。

在时钟转换过程中，从电源到芯片电源管脚的电流浪涌是主要的辐射源。根据每个电源管脚周围的旁通电容器，电容器将直接提供在时钟脉冲边缘期间为芯片供电所需的电流。然后，在时钟转换周期的中间，电容器中的电荷使用较低且稳定的电流积累。较大的电容器适用于电流激增，但对快速标准的反应能力较差。特别是小型电容器可以快速响应需求，但其总电荷容量有限，消耗快。对于大多数电路，解决方案是混合不同尺寸的电容器(也许1μF和0.01μF电容器并联)。较小的电容器布置在非常靠近设备电源脚的区域，而较大的电容器可以放置在距离电源脚较远的区域。

三、更好的匹配电阻可以最大限度地减少EMI

当根据传输线传输快速信号并在传输线上遇到特征阻抗的变化时，部分信号将被反射回信号源，部分信号将继续沿着原来的方向传输。反射会导致辐射，一点总是不变的。实现低水平EMI，必须遵循适当的快速设计实践。有大量优秀的资源为您带来相关的传输线路定制信息。以下是在设计传输线路时提出的一些预防措施：

请记住，在接地平面和信号接线之间有一个信号。辐射可能是由信号接线接地平面的最终断开引起的，因此应注意信号接线下的接地平面创伤或最终断开。尽量避免在信号布线的排列中出现钝角。精致的弯角会比直角转角好得多。

一般，FPD-Link信号将允许零件对其进行分接；例如：同轴线电源，电源连接，AC莲花电容器，这些。为了尽量减少该部件中的反射，可以尝试应用0402模型的小部件，并将接线宽度设置为与0402部件焊接层相同的宽度。此外，接线的特征阻抗应根据操作层中电介质的厚度进行设置。

四、屏蔽

应该使用好的屏蔽方法，在这一点上没有捷径可走。当设计旨在尽量减少辐射时，需要在导致问题电路的部分周围进行屏蔽。虽然它仍然可以辐射能量，但更好的屏蔽可以捕捉辐射，并在它们逃离系统之前将其发送到地面。