关于EMC话题，很多电源工程师工作中会遇到不同的问题。其实找到问题的根源，才能对症下药。下面给大家分享几篇不错的文章，供大家学习~

浅谈DC-DC电源中的啸叫问题（作者：EMC小白）

问题背景：选用一颗带载能力1A的DC-DC电源芯片，在带载35mA时出现啸叫的现象，该产品是安装在汽车驾驶室内，会影响乘客的体验。

问题分析：人耳正常听力范围是20Hz-20KHz，电源芯片设计的是500KHz，应该不在人耳范围以内，但是出现了该问题，电源电路如下图所示：

测试电源芯片SW管脚处电平波形如下图所示，黄色是FB信号，蓝色是SW信号，SW未出现500KHz的方波，出现类似轻载现象。

我们对照电源设计，对比电路设计和规格书发现，当SYNC接地或者悬空时，该电源芯片在轻载时为了提升开关电源效率，会进入AAM模式，怀疑因为DC-DC进入AAM模式，导致：

发生啸叫现象，我们将DC-DC电源的后端负载断开，重新接入0.5A负载，重新测试，发现出现了500KHz开关电源频率，同时啸叫现象消失。至此，可以判断啸叫现象来源于DC-DC电源的轻载，为什么轻载时会出现啸叫现象呢。会引起啸叫的元器件主要包括以下：电容，电感。电感会因为磁致伸缩现象，漏磁通现象，以及非一体成型电感引起啸叫现象，这次选用的电感是一体成型电感，出现啸叫的可能性较低，我们先考虑电容因素，电容因为压电效应的存在，当出现20Hz-20KHz电流信号时，陶瓷的强介电性会引起压电效应，叠层电容在施加交流电之后，会在叠层方向（Z轴）发生伸缩。 

因为介电体的泊松比（横向变形系数）一般为 0.3，所以与叠层方向（Z轴）垂直的方向（X与Y轴），即与电路板平行的方向也会发生伸缩，结果导致电路板表面产生振动并能够听到声音。虽然电容器以及电路板的振幅仅为 1pm——1nm，但振动声音已足够大到我们可以听见，会听到类似“叽”的声音。为了解决电容引起的啸叫现象，抑制电容啸叫的主要措施是抑制或者抵消PCB的形变。比如，可以将引起啸叫的电容在同一面，以不同的角度摆放；或者将其在正反两面，正对着摆放；还有，可以选择带支架的电容器，当然这会增加成本……

干货 | 分享一个EMC实际案例及整改过程 (作者：硬件笔记本)

今天跟大家分享一个EMC实际案例及整改过程。

事情是这样的，因为公司产品做的认证比较多，上次通过了，这次换了一个地方又不过，所以要再找原因。

测试细节东西太多，过程曲折，为方便读者有一个良好的读感，只记录重点内容。结合上次和这次的经验，我把整改步骤都再重新梳理一遍。

一、确认现象，证明测试准确

这里很重要的一点就是测试环境。稍不注意，结果可能就不准确。

设备的位置，电线的摆放都是有讲究的。之前做辐射干扰的时候，把笔记本电脑遗忘在了实验室，而且电脑是开着的。测试结果明显就差了很多。

二、看波形，找原因

针对某个频率点超标，要分析可能的原因，找到问题点。这是很重要的一部分，也是花时间最多的一部分。常用排除法来查找。

①首先排除自己能想到的问题。

②如果还是不行，简单粗暴的方式就是拔掉一些功能连接线(比如wifi天线，显示屏连接线，灯排线，刷卡器线类似等等)。这一步很大可能会找到原因。

很遗憾，以上两个步骤都没能完全解决我的问题。传导干扰还是过不了。

③既然是传导，那就跟电源有关。最有可能的怀疑对象是一个12V转5V的BUCK降压芯片。

规格书上是固定频率570kHz，跟我们的干扰频率很接近。

实测开关频率为1.66us（602KHz），更接近了，我更加相信了自己的判断。

怎么确定就是这个芯片的原因呢？只要BUCK芯片不工作就可以了。可以采用两种方式来排查，一种是外供电，另一种是用LDO替代。

果然超高的频点降了下来，证明确实是BUCK芯片的开关频率引起传导干扰测不过。

三、解决问题

既然是BUCK芯片引起的，首先想到的是PCB布板，再对照规格书查看。以下是PCB参考布局。

再对照PCB板仔细分析，滤波电容靠近管脚，电流回路面积最小，芯片用地包起来，没有发现问题。

接下来怎么办呢？开关频率没法调，驱动电阻是芯片内部集成的，也调不了。只有尝试在电源处加滤波电容，多次尝试无果……

EMC设计-开关电源PCB设计思路（作者：杜佐兵）

其实我们电子产品往往60%以上都出现在电子线路板的PCB设计上。好的PCB设计需要相关的理论及实践经验。本文档提供开关电源的PCB设计思路给电子设计爱好者参考！

1.PCB设计总体原则

*拓扑电流回路最小化；脉冲电流回路最小化。

*对于隔离拓扑结构,电流回路被变压器隔离成两个或多个回路（原边和副边）,电流回路要分开最小化布置。

*如果电流回路有个接地点，那么接地点要与中心接地点重合。

*实际设计时，我们会受到条件的限制；2个回路的电容可能不好近距离的共地！设计的关键点：我们要采用电气并联的方式就近增加一个电容达成共地（如上图）。

2.PCB-Layout-高频走线（FLY为参考例）

A.整流二级管，钳位吸收二极管，MOS管与变压器引脚;这些高频处引线应尽可能短，layout 时避免走直角；特别是RCD回路吸收二极与MOS管的距离对产品的辐射影响会达到10dB以上！！以下用测试数据进行补充说明。

B.MOS管的驱动信号,检流电阻的检流信号,到控制IC 的走线距离越短越好；

C.检流电阻与MOS和GND 的距离应尽可能短。

案例-实验测试例：RCD回路影响，RCD回路及吸收二极管与MOS的距离位置影响。

RCD吸收回路增大且吸收二极管远离MOS管放置；PCB如上，测试EMI数据如下；

EMI-辐射测试结果35MHZ-50MHZ出现超标的频点；

RCD吸收回路最小且吸收二极管靠近MOS管放置；PCB如上，测试EMI数据如下；

EMI-辐射测试结果35MHZ-50MHZ有较好的设计裕量；EMI测试OK!!

原因分析：主开关管漏极为强干扰源， RCD吸收用以减弱此干扰能量，RCD越靠近漏极辐射能量则越小。

实验结果：不同RCD吸收回路布局布线，垂直方向辐射相差10dB以上。

3.PCB-Layout-接地方法（FLY为参考例）

初级接地规则：

A.所有小信号GND与控制IC的GND相连后，连接到PowerGND（即大信号GND）；

如果IC还有辅助绕组的线路：连接方法为所有小信号GND与控制IC的GND相连后,与辅助绕组的输出电容地相连，然后与辅助绕组的地相连，再连接到Power GND（即大信号GND）；

注意不好的地设计容易出现EMC-Surge的问题！！以下进行分析。

B.反馈信号要独立走到IC，反馈信号的GND与IC的GND 相连。

次级接地规则：

a. 输出小信号地与相连后，与输出电容的的负极相连。

b. 输出采样电阻的地要与基准源（TL431）的地相连。

案例-浪涌测试例：PCB按如下回路路径顺序IC无故障；且能通过更高的Surge……

电磁兼容（EMC）基础知识（作者：广元兄）

本文思维导图：

01

EMC（Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容）是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中，不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏，也不会在周边环境中产生过量的电磁能量，以致影响周边设备的正常工作。

EMI（Electro Magnetic Interference，电磁干扰）：自身产生的电磁干扰不能超过一定的限值。

EMS（Electro Magnetic Susceptibility，电磁抗扰度）：自身承受的电磁干扰在一定的范围内。

电磁环境：同种类的产品，不同的环境就有着不同的标准。

需要说明的是，以上都基于一个前提：一定环境里，设备或系统都在正常运行下。

02

电磁干扰的产生原因：电压/电流的变化中不必要的部分。

电磁干扰的耦合途径有两种：导线传导和空间辐射。

导线传导干扰原因是电流总是走“最小阻抗”路径。以屏蔽线为例，低频（f<1kHz）时，导线的电阻起到主要作用，大部分电流从导线的铜线中流过；高频（f>10kHz）时，环路屏蔽层的感抗小于导线的阻抗，因此信号电流从屏蔽层上流过。

干扰电流在导线上传输有两种方式：共模和差模。

一般有用的信号为差模信号，因此共模电流只有转变为差模电流才能对有用信号产生干扰。阻抗平衡防止共模电流向差模转变，可以通过多点接地用来降低地线公共阻抗，减小共地线阻抗干扰。

空间辐射干扰分近场和远场。

近场又称为感应场，与场源的性质密切相关。

当场源为高电压小电流时，主要表现为电场；

当场源为低电压大电流时，主要表现为磁场。

无论是电场还是磁场，当距离大于λ/2π时都变成了远场。

远场又称为辐射场。远场属于平面波，容易分析和测量，而近场存在电场和磁场的相互转换问题，比较复杂。

这里面有问题的是如果导线变成天线，有时候就分不清是传导干扰还是辐射干扰？

低频带下特别是30 MHz以下的主要是传导干扰。或者可以估算当设备和导线的长度比波长短时，主要问题是传导干扰，当它们的尺寸比波长长时，主要问题是辐射干扰。

干扰信号以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量，再以泄漏和耦合形式，通过绝缘支撑物等（包括空气）为媒介，经公共阻抗的耦合进入被干扰的线路、设备或系统。

举例：900MHz，平面波的转折点在50 mm

电磁波辐射有两个必要条件：变化的电压/电流和辐射天线。两者缺一，都不会产生大量的辐射干扰。

有些资料会给出瞬态干扰的概念，顾名思义：时间很短但幅度较大的电磁干扰。瞬态干扰一般指各类电快速脉冲瞬变（EFT）、各类浪涌（SURGE）、静电放电（ESD）等三种。

03

电磁干扰可以通过电源线、信号线、地线、大地等途径传播的传导干扰，也有通过空间直接传播的空间辐射干扰。这些干扰或者噪声并不是独立存在的，在传播过程中又会出现新的复杂噪声，这种问题叠加问题才是解决问题的难点。

04

近场区，波阻抗与辐射源的位置、阻抗、频率及辐射源周围的介质有关；远场区，波阻抗等于电磁波传播介质的特性阻抗；在真空中，波阻抗为377Ω……

EMC磁珠到底是什么特性？（作者：electronicLee）

磁珠（Ferrite bead）的等效电路是一个DCR电阻串联一个电感并联一个电容和一个电阻。DCR是一个恒定值，但后面三个元件都是频率的函数，也就是说它们的感抗，容抗和阻抗会随着频率的变化而变化，当然它们阻值，感值和容值都非常小。

从等效电路中可以看到，当频率低于fL（LC谐振频率）时，磁珠呈现电感特性；当频率等于fL时，磁珠是一个纯电阻，此时磁珠的阻抗（impedance）最大；当频率高于谐振频率点fL时，磁珠则呈现电容特性。

EMI选用磁珠的原则就是磁珠的阻抗在EMI噪声频率处最大。比如如果EMI噪声的最大值在200MHz,那你选择的时候就要看磁珠的特性曲线，其阻抗的最大值应该在200MHz左右。

下图是一个磁珠的实际的特性曲线图。大家可以看到这个磁珠的峰值点出现在1GHz左右。在峰点时，阻抗（Z）曲线的值与电阻（R）的相等。也就是说这个磁珠在1GHz时，是个纯电阻，而且阻抗值最大。

Z: impedance R: R( f) X1: L\\C

让我们再来看一下下面两个不同曲线特征的磁珠A和磁珠B应用于信号线时的情况。

磁珠A和磁珠B的阻抗峰值都在100MHz和200MHz之间，但磁珠A阻抗频率曲线比较平坦，磁珠B则比较陡峭。

我们将两个磁珠分别放在如下的20MHz的信号线上，看看对信号输出会产生什么样的影响。

波形测试点

下面是用示波器分别量测磁珠输出端的波形图：

从输出波形来看，磁珠B的输出波形失真要明显小于磁珠A。

原因是磁珠B的阻抗频率波形比较陡峭，其阻抗在200MHz时较高，只对200MHz附近的信号的衰减较大，但对频谱很宽的方波波形影响较小。而磁珠A的阻抗频率特性比较平坦，其对信号的衰减频谱也比较宽，因此对方波的波形影响也较大。

因此，在具体选用磁珠时，阻抗频率特性平坦型的磁珠A比较适合应用于电源线，而频率特性比较陡峭的磁珠B则较适合应用于信号线。磁珠B在应用于信号线时，可以在尽量保持信号完整性的情况下，尽可能只对EMI频率附近的噪声产生最大的衰减。

EMC磁珠应用于电子线路中抑制EMI,主要有两种应用： 1.最常见用于电源线。2.用于信号线像音频，视频线等。那应该如何根据实际应用从千万种不同特性的EMC磁珠中选择合适的磁珠用于自己的系统设计呢……

EMC？串口的坑你踩过吗？哥们想打人（作者：工程师看海）

研发的过程就是填坑的过程，硬件工程师的坑太多，两只脚都不够踩，把两只手加上恐怕也不够。

今天分享下曾经在产线踩的坑，又是和哥们有关，我顺便帮忙填了填。

出差去产线支持是硬件工程师的家常便饭，一次我出差，解决了自己项目组的问题后在客户办公室偷得浮生半日闲，突然刷到产线大群，有兄弟项目组的哥们喊人借用串口线，好像是串口出问题了，恰好我手里有一根，走，过去瞅瞅。

过去后看到哥们愁眉苦脸坐在车间角落小桌子旁，激起他们喜悦的不是我的到来，而是我手里的串口线，看来线比人值钱。

换了我手里的串口线后，问题依然没有改变，哥们又恢复愁眉苦脸的神情。旁边有一软件的兄弟，一脸淡定，我看懂他的意思：和软件无关，是硬件问题。

我了解下经过，是产品modem模块出现异常导致机器无法开机，如果想要分析modem的问题根因，需要通过串口输出的log进行分析，但是破船又遇打头风，偏偏串口出现异常，无法正常吐log，试产首批验证的板子100% failed，没有锁定问题根因，后面几千片试产板子就不能SMT贴片，一直卡在产线，每耽误的一分钟都是白花花的银子。

也难怪哥们愁眉苦脸，我问有确定是硬件问题还是软件问题吗？软件同事先开口：不是软件问题，相同的软件版本在家里的机器就没问题。看他一脸自信，我心想别得意的太早，谁笑道最后还不一定呢。

当前的主要问题是解决串口异常。

哥们是位非常有经验的硬件工程师，我也记得串口线路上的线路非常简单，如下图，串口TX线路上一般只有一个硬件开关，然后直连到type c接口上，这么简单的线路怎么会出问题呢……

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