嵌入式系统中EMC认证与合规测试

电子设计联盟

bdxbl0vf14w6403452.gif

. L4 k: d( D! E6 X/ C+ q$ _4 H8 g点击上方蓝色字体，关注我们
- z# U% `- H4 o8 o
emc测试确保设备在电磁环境中能够正常工作，同时不会对周围的电子设备造成干扰。
' Y2 I& }6 M. }2 Y8 l6 A

0rbdczjz5sr6403552.png

9 L! s0 Y' `& |2 K
' J. l7 A. B1 c+ ~7 Q2 F1 O下面是对嵌入式系统中EMC认证与合规测试的全面分析。

1 |& R5 u7 \% U电磁兼容性（EMC）是指电子设备在规定的电磁环境中既能够正常工作，又不会对其他设备产生电磁干扰。EMC认证包括两个主要方面：

电磁干扰（EMI）：设备本身产生的电磁波可能会干扰到其他设备或系统。
" Z/ j% P7 Q  ?$ a5 r! ]) t电磁抗干扰（EMS）：设备在受到外部电磁干扰时，依然能够正常工作。
5 b/ w; v' i: `% c- F1
嵌入式系统中的EMC挑战
  b7 {9 ~5 T  E: ^嵌入式系统常常集成于各种电子设备中，它们需要满足不同的EMC标准，这些系统面临的EMC挑战包括：
% a( }2 X- J0 ?$ L
复杂的电路设计：嵌入式系统通常由多种硬件模块组成，包括处理器、传感器、通讯模块等，容易产生较强的电磁干扰。
高频通信：嵌入式系统中常常采用无线通信（如WiFi、蓝牙、ZigBee等），这些频率较高的信号容易引起干扰。
' U3 M3 F$ b6 U( c1 u1 T' l低功耗设计：许多嵌入式系统采用低功耗设计，可能会导致电源电压不稳定，影响EMC性能。
紧凑的PCB布局：嵌入式系统的体积通常较小，导致PCB布局空间有限，增加了EMC设计的难度。
: Y; c. p: M1 Z1 p2
EMC认证与合规测试的目标
7 S8 Q; n8 k- w0 PEMC认证和合规测试的主要目标包括：
: H& l' w4 Q' x! Z
: F7 r2 y4 c# c; q4 E, v确保设备不干扰其他设备：设备的电磁发射不得超过规定的限值。
确保设备对电磁干扰有足够的免疫力：设备在电磁环境中能够正常工作，不受外部干扰的影响。
- \/ f7 U5 R9 b5 f6 @- o! \8 W( D; x遵循国际标准和法规：确保产品在不同市场（如欧盟、美国、亚洲等）合法上市，符合不同的EMC法规和标准。
3
EMC测试方法与流程
嵌入式系统的EMC测试通常包括以下几个步骤：
6 t! B6 C; A0 C# G$ V5 ?3 D" \预测试（Pre-testing）
% x- O: x0 b. @* G2 m5 L辐射发射测试：检测设备通过空间辐射方式发射的电磁波。
传导发射测试：检测设备通过电缆等传导媒介发出的电磁干扰。
传导抗扰度测试：模拟设备受到电力线、数据线等传导的电磁干扰，检测设备的抗扰能力。
辐射抗扰度测试：模拟设备暴露在电磁辐射环境下，测试其抗干扰性能。标准选择
9 N$ R) }1 v4 Z) p9 d+ nCISPR 22：国际标准，主要用于IT设备的电磁发射测试。
& ~' d6 X* w7 z+ |CISPR 32：用于多媒体设备的EMC测试。
EN 55022：欧盟的标准，类似于CISPR 22，用于发射测试。
IEC 61000：涉及EMS和EMI的通用标准，包括抗扰度和发射测试。
% T, S1 v4 \, @$ GFCC Part 15：美国的EMI测试标准，针对电子设备的电磁干扰进行规定。实验室测试
. x- |) [5 c5 ]; y" F进行辐射发射、传导发射、静电放电（ESD）抗扰度、射频抗扰度、电源波动抗扰度等测试。
5 x* X+ Z# Z" K' `8 {! S采用专业设备（如EMI接收机、频谱分析仪、天线、传导干扰测试设备等）进行测量。测试环境
测试通常需要在屏蔽室内进行，以减少外界电磁波的干扰。
屏蔽室的设计应符合标准要求，如ISO 17025认证的实验室。
测试设备需要定期校准，以确保测试结果的准确性。
/ T- Z0 n: K6 x% q合规性报告
; _" ?6 p7 _" R- U4 \9 H3 R5 u测试完成后，会出具EMC合规性报告，报告中会列出测试结果、符合标准的要求、超出限值的干扰源等信息，并给出改进建议。
4
常见EMC设计技巧
在嵌入式系统设计中，可以通过一系列设计技巧来优化EMC性能：
! ]) P) s1 z/ \6 ^" w电源设计
使用高质量的电源滤波器来减少电源线的传导干扰。
电源设计时考虑地平面布局，避免电源噪声对系统的干扰。PCB布局优化
优化地线和电源线的布局，尽量减少回流电流路径，降低电磁干扰。
! S& x( Z8 Q# h1 y. h将高频信号线与其他敏感信号线分开，减少交叉干扰。
在pcb设计中加入适当的去耦电容，减少高频噪声。屏蔽设计
5 B- x" M/ d& ^' G+ R对敏感元件或电路进行屏蔽，避免电磁波泄露。
屏蔽罩材料选择需要考虑其屏蔽效果与成本。信号完整性
确保信号完整性，避免高速信号线的反射和串扰。
2 p" @  ?' C4 _  b9 Q3 R) L在高速信号路径中加入终端电阻，以减少信号反射。抗扰度设计
选择抗干扰能力强的元件，如稳压器、低噪声放大器等。
采用滤波器、TVS二极管等组件提高系统抗扰度。
& c. ~+ v9 H0 ^( K7 t8 `2 B1 s6 f5
( C: D7 |" \; ^EMC认证与合规的法规和标准
) m2 g% x1 w: v不同国家和地区有不同的EMC法规和认证标准。

以下是一些常见的标准：
( D% I3 @7 `* y% G2 z- f
欧洲：CE认证（符合欧盟EMC指令），符合EN 55022、EN 55024、IEC 61000-6-1等标准。
3 V+ V( {/ m# Q3 z; a美国：FCC Part 15、UL 60950（针对IT设备）、MIL-STD-461（军用标准）等。
" Q! W" [0 h) P6 H; d9 w( E/ T  I5 o中国：GB 9254（信息技术设备的EMI标准）、GB 17625.1（电磁兼容标准）等。
, [$ p) \* i& Z: O5 V2 b& ?  }* t5 a6
EMC认证与合规测试的挑战
! z+ c* C) b6 ^, F复杂的市场要求：不同市场有不同的认证要求，产品需要在设计阶段考虑这些不同的法规和标准。
设计成本与时间：EMC设计和测试往往需要较高的成本和较长的时间，尤其是对于高频产品。
测试环境的限制：某些测试需要特殊的设备和环境（如屏蔽室），可能会增加测试成本和时间。
- w9 X$ p$ s) U- [! a设备干扰的多样性：电磁干扰源非常多样，可能来自设备本身的工作模式、外部环境、其他电子设备等，因此需要对系统的各种状态进行充分测试。
通过合理的设计技巧和严格的测试流程，可以减少电磁干扰并提升系统的抗干扰能力。
2 {7 [  Q( _5 w. T6 ?7 S
随着嵌入式设备广泛应用于更多领域（如智能家居、工业控制、汽车电子等），EMC认证的复杂度和重要性也在不断提高。

* b/ N5 B) @4 N+ S# E) k因此，嵌入式开发人员需要密切关注EMC设计原则，提前进行合规性评估，确保产品顺利通过认证并成功投放市场。

kcraxddfvk56403652.jpg

" k" b# a/ v, E. e4 |

frtjuuapw5p6403752.gif

3 O4 H+ K, e7 C- j* o2 P点击阅读原文，更精彩~