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一、初識(shí)EMC

2007年，我從武漢某重點(diǎn)大學(xué)機(jī)電工程專業(yè)研究生畢業(yè)，進(jìn)入某著名的代工企業(yè)，從事單片機(jī)測(cè)試設(shè)備的開發(fā)（主要是C51編程、A/D采集電路設(shè)計(jì)。該設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)莫名其妙的死機(jī)、復(fù)位、A/D測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，以及I/O接口芯片損壞頻繁的問題。從單片機(jī)方面的書本上得知，這是抗干擾性問題，主要通過接地、隔離、濾波、軟件優(yōu)化、增加看門狗等解決。這是我人生第一次遇到EMC（抗干擾）問題，由于信息所限，尚不知道，這叫電磁兼容（EMC）。就這樣，混沌的度過了一年，學(xué)會(huì)了Protel、C51、單片機(jī)，以及膚淺地了解一些提高設(shè)備抗干擾性能的方法。

二、EMC實(shí)驗(yàn)之路

畢業(yè)一年后，我跳槽到深圳一家從事鐵路信號(hào)設(shè)備開發(fā)的上市公司，擔(dān)任硬件工程師。雖然硬件或單片機(jī)技術(shù)不怎么樣，但是特別聽話，領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)常安排我去做一些研發(fā)方面的測(cè)試工作，譬如振動(dòng)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境實(shí)驗(yàn)、功能測(cè)試、EMC試驗(yàn)。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)，EMC實(shí)驗(yàn)（如ESD、EFT、Surge）能夠模擬現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾，引起設(shè)備功能下降（譬如復(fù)位、死機(jī)、誤動(dòng)作）時(shí)，十分驚奇與震動(dòng)。由于是鐵路信號(hào)設(shè)備，EMC涉及到其在現(xiàn)場(chǎng)是否能夠可靠地運(yùn)行，因此領(lǐng)導(dǎo)非常重視這類實(shí)驗(yàn)，已于2007年開始陸續(xù)購買ESD槍、EFT、Surge發(fā)生器等。但實(shí)話說來，當(dāng)時(shí)公司根本沒有EMC設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或EMC工程師，都是硬件工程師兼職， 為了EMS整改成功，我們看了不少書，其中最有幫助的就算鄭軍奇老師所編的《EMC 電磁兼容設(shè)計(jì)與測(cè)試案例分析》、《電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)EMC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估》。這兩本書的特點(diǎn)是，實(shí)戰(zhàn)性強(qiáng)，理論要求不深，非常有利于入門。雖然，我認(rèn)識(shí)EMC實(shí)驗(yàn)不久，但憑這兩本書學(xué)習(xí)，居然讓我將某個(gè)設(shè)備的EMC（EFT、Surge、ESD）整改通過。雖然只是在開關(guān)電源輸入級(jí)加軍用濾波器、在CPU的復(fù)位電路上加一個(gè)濾波電容，但是前后折騰了近2個(gè)月。通過兩個(gè)月的學(xué)習(xí)，我逐步明白了EMS實(shí)驗(yàn)是怎樣操作的，產(chǎn)品要遵守什么樣的EMC標(biāo)準(zhǔn)。-----當(dāng)然，那時(shí)的壓力是很大的，EMC知識(shí)學(xué)習(xí)也是很快的。 

三、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾問題的處理

由于什么也不精通，但做事特別積極，而且又認(rèn)話，領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)常性地派我去處理一些鐵路設(shè)備電磁干擾的問題（這種出差的活，一般有資歷的員工是不愿意去的）。也許是近兩年的抗干擾，以及EMC實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)積累，居然被我成功地處理了幾個(gè)鐵路信號(hào)設(shè)備抗干擾性能差的問題（譬如信號(hào)線纜屏蔽層接地），因此，在公司內(nèi)部，EMC專家的名聲鵲起。此階段，有一本書叫《電磁兼容技術(shù)(屏蔽濾波接地浪涌工程應(yīng)用)》周志敏//紀(jì)愛華 編 ，給我的幫助很大，它描述的是EMC知識(shí)怎么在工程中應(yīng)用。 

四、EMC整改之路

由于EMC實(shí)驗(yàn)整改、設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)抗干擾問題處理等經(jīng)驗(yàn)的積累，加上對(duì)電磁兼容測(cè)試設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的了解，我逐步走上了一條電子產(chǎn)品EMC測(cè)試整改之路，2010年公司的3米暗室建立，給我的EMC技術(shù)之路幫助極大。在近十幾個(gè)鐵路、民用、軍品產(chǎn)品的EMC整改過程中，我積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，在混沌中思考，產(chǎn)品到底怎樣接地、濾波，以及PCB板到底怎樣設(shè)計(jì)。此時(shí)，這些資料給予了我很大的幫助《華為--PCB板的EMC設(shè)計(jì)》、《PCB-Layout-EMC技術(shù)簡(jiǎn)介》，以及楊繼深老師的《電磁兼容技術(shù)之產(chǎn)品研發(fā)與認(rèn)證》，和錢振宇老師的《開關(guān)電源的電磁兼容設(shè)計(jì)》。通過上述的整改與理論學(xué)習(xí)，我懂得了怎樣將EMC理論與經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到實(shí)際的產(chǎn)品整改中，EMC整改基本上可以做到“手到病除”，一般產(chǎn)品2天左右就能解決（此時(shí)，屏蔽、濾波、接地等技術(shù)已熟記于心。） 此外，開關(guān)電源原理、接口電路特性（USB、RS232）也極為了解。此時(shí)，已完全成為公司EMC方面的領(lǐng)導(dǎo)者，當(dāng)然，工資也翻倍了。

五、EMC設(shè)計(jì)之路 

由于公司長(zhǎng)期困擾于現(xiàn)場(chǎng)抗干擾問題、以及EMC認(rèn)證困難，公司決定，將接口電路EMC設(shè)計(jì)，譬如USB、RS232、CAN、RS485、復(fù)位電路、開關(guān)電源濾波電路、鐵路傳感器防護(hù)與濾波電路等，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。于是我承擔(dān)了這個(gè)重?fù)?dān)。剛開始，找一些EMC專業(yè)公司（譬如深圳的XX公司），讓他們提供電路原理圖，幫我們?cè)O(shè)計(jì)電路，甚至請(qǐng)他們的首庫EMC專家給我們培訓(xùn)（據(jù)說一天要花兩萬）。可后來發(fā)現(xiàn)，他們的電路根本不過關(guān)，譬如USB電路按他們的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了，可ESD還是通過不了鐵標(biāo)三級(jí)/A性能。驚駭之余，我們發(fā)現(xiàn)原因如下：A）他們是推銷EMC器件的，當(dāng)然會(huì)添加多余的器件：譬如以太網(wǎng)如果是隔離變壓器，就沒有必要加放電管，將對(duì)PG的電容改為Y電容或耐高壓電容即可。B）他們工程師的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)不行，由于他們是講師，主要是講解一些簡(jiǎn)單的理論，譬如EMC三要素，但缺少EMC整改、大型設(shè)備EMC設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過又一年的折騰，我們終于成熟了：知道怎樣使用防護(hù)器件、了解各種防護(hù)器件或?yàn)V波器件的特性，以及PCB板的EMC設(shè)計(jì)。此時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)出來的電路板，不僅成本低、器件少、而且EMC一次性通過的概率最高。譬如，別人提供的開關(guān)電源（如銘緯或中遠(yuǎn)通），一般帶負(fù)載是不能通過EMC實(shí)驗(yàn)，我們加幾個(gè)低成本的器件，就可容易的通過EMC四級(jí)/A性能 此階段，對(duì)我們幫助比較大的主要是供應(yīng)商提供的器件資料，以及實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中驗(yàn)證了的器件特性，譬如放電管弧光放電后的殘余為30~40V（用高壓探頭測(cè)得）、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)壓敏電阻容易炸裂、不同類型的磁環(huán)夾在信號(hào)線纜上能降低多少db，以及屏蔽線纜什么接地、機(jī)箱怎樣屏蔽等。

六、EMC引導(dǎo)實(shí)踐之路

隨著近五年的EMC經(jīng)驗(yàn)積累之路，我已逐步地領(lǐng)悟到，EMC是影響電子產(chǎn)品可靠運(yùn)行最大的影響因素，但不是唯一的。畢竟，EMC實(shí)驗(yàn)只是模擬現(xiàn)場(chǎng)的干擾，但現(xiàn)場(chǎng)的干擾千差萬別：

1）現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾強(qiáng)度、頻率與實(shí)驗(yàn)室的不一樣，EMC實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)抗干擾性能的方法，不完全科學(xué)；

2）現(xiàn)場(chǎng)的接地，沒有實(shí)驗(yàn)室好，不太可能提供“0”電位的參考地； 

3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備較多，相互干擾的機(jī)會(huì)很大。

4）安全、環(huán)境、振動(dòng)等實(shí)驗(yàn)也影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性，譬如一臺(tái)設(shè)備能夠通過EMC嚴(yán)格的測(cè)試，但在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)也會(huì)死機(jī)或復(fù)位。一臺(tái)設(shè)備的可靠運(yùn)行，涉及到的問題太多，就抗干擾而言，就有原理圖、PCB、結(jié)構(gòu)、工藝、生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝等。我們做EMC設(shè)計(jì)或測(cè)試的最終目的，是給客戶提高在現(xiàn)場(chǎng)可靠運(yùn)行的設(shè)備。此時(shí)的我，更需要有可靠性系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)，譬如學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)與天線、信號(hào)完整性、電源完整性、可靠性設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論知識(shí)，以及現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾特性，并將應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品的開發(fā)中。（1）信號(hào)設(shè)備防雷，主要是防止感受雷擊，或第三級(jí)防雷，它不是直接防雷，因此，叫Surge. --如果雷電直接擊在咱們?cè)O(shè)備上，肯定是會(huì)損壞的。防雷，一般在無人值守機(jī)房上加防雷針，對(duì)墻壁進(jìn)行電磁屏蔽。（2）對(duì)鐵路地面信號(hào)設(shè)備而言，它不需要進(jìn)行安規(guī)認(rèn)證（耐壓、絕緣強(qiáng)度、漏電流、絕緣電阻等測(cè)試），因此，可在電源線、信號(hào)線上并聯(lián)一些壓敏電阻、放電管、TVS等防護(hù)器件，將Surge能量泄放或吸收掉，因此，地面信號(hào)設(shè)備的Surge 比較好過。（3）對(duì)鐵路車載設(shè)備而言，由于要進(jìn)行安規(guī)認(rèn)證，壓敏電阻、放電管的使用受到了限制，此外，為了避免參考地變化頻繁到設(shè)備運(yùn)行不利的影響，電路板的GND與機(jī)殼一般不直接相連，因此，Surge比較難過。