EMC語音芯片安規(guī)電磁兼容問題！

EMC主要是通過測試產品在電磁方面的干擾大小和抗干擾能力的綜合評定，是產品在質量安全認證重要的指標之一。很多產品在做產品安全認證時都會遇到產品測試不合格的情況，尤其是在電磁兼容測試（即EMC測試）出錯頻率更是普遍。當產品一旦測試不合格，那么隨之而來的肯定是EMC整改通知書。在EMC整改過程中很多管理人和技術人員并不太明白該從何處入手，今天我們就來分析EMC整改常遇到的問題和一些整改建議。

首先我們來從EMC測試項目構成說起，EMC主要包含兩大項：EMI（干擾）和EMS（產品抗干擾和敏感度）。當然這兩大項中又包括許多小項目，EMI主要測試項：RE（產品輻射，發(fā)射）、CE（產品傳導干擾）、Harmonic（諧波）、Ficker（閃爍）。EMS主要測試項：ESD（產品靜電）、EFT（瞬態(tài)脈沖干擾）、DIP（電壓跌落）、CS（傳導抗干擾）、RS（輻射抗干擾）、Surge（雷擊）、PMS（磁場抗擾）。通過這些測試項目我們不難看出EMC測試主要圍繞產品的電磁干擾和敏感度兩部分，如果一旦產品不符合安全認證標準需要EMC整改的時候我們可以通過降低其材料和零部件進行整改。

EMC安規(guī) ECM:Electro Magnetic Compatibility的縮寫。電磁兼容性（EMC）是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

語音芯片安規(guī)104電容接法：

語音芯片一般正負極要求接一顆104電容0.1uf,距離芯片越近越好,5mm內最佳。環(huán)芯
常規(guī)應用時為了節(jié)約成本，一般串一顆電容即可，但是電容有擊穿的可能性，
據安規(guī)要求：正負極需要串聯(lián)兩顆104電容，起到增強電容的電壓耐受能力的作用。 。

電容是串聯(lián)容量變小，并聯(lián)容量變大。

電容得單位分別是法拉（F),微法（UF），皮法（PF）。單位換算是10的6次方。
104就是10的4次方皮法，等于0.1微法 10的后面再加4個零，單位是PF。如果是103就是10的后面再加3個零，單位也是pf。這種電容為無極性電容，在電路中起到耦合、旁路的作用。

第三位數(shù)字表示后加0的個數(shù)。（如：104等于100000，等于0.1μF。）
標號為"104"的電容，其電容值就是在10后面再加上4個0 （pF），即100000pF，就是0.1uF。

電容串聯(lián)計算方法：等效電容公式類似于電阻并聯(lián)：C＝（C1*C2）/（C1+C2）。例如兩個100微法電容串聯(lián)以后，就成了1個50微法電容。

安規(guī)電容串聯(lián)在語音芯片電路中的作用
　　安規(guī)104電容串聯(lián)兩個在線路中的作用是什么呢：

　?。?） 可以提升線路中的電壓。

　?。?） 減少受電端電壓壓力。

　　（3） 提升線路運輸電力。

　　（4） 完善了系統(tǒng)趨勢動向的分散。

　?。?） 提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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規(guī)電容在語音芯片電源線路板上的作用
一：安規(guī)電容作濾波用

　　濾波是安規(guī)電容的作用中很重要的一部分。幾乎所有的電源電路中都會用到。從理論上說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1uF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯(lián)了一個小電容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過，電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中，大電容（1000uF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。

　　安規(guī)電容作為語音芯片濾波電容用，可比作"水塘"。由于電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。 它把電壓的變動轉化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。

二：安規(guī)電容作旁路用

　　旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。

一、EMC整改意見：
1、在拿到整改意見書以后，需要提前定位好EMC整改計劃。沒有定位好計劃就去盲目的整改產品就像無頭的蒼蠅一樣到處亂動，這樣只會增加整改的成本。
2、定位手段，對于這里小編覺得主要可以分為兩點。第一：直覺判斷，需要完全依托工程師的直覺和經驗來進行判斷。第二：比較測試，根據測試儀器所提供的數(shù)據來進行分析問題。
二、EMC整改流程：
1、RE超標整改流程：

2、電線電纜超標整改流程：

3、信號電纜整改流程：

4、屏蔽體泄漏整改流程：

三、EMC整改的一些小建議
1、電容的濾波作用

即頻率f越大，電容的阻抗Z越小。 環(huán)芯

當?shù)皖l時，電容C由于阻抗Z比較大，有用信號可以順利通過；
當高頻時，電容C由于阻抗Z已經很小了，相當于把高頻噪聲短路到GND上去了。
2、電容濾波在何時會失效
整改中常常會使用電容這種元器件進行濾波，往往有“大電容濾低頻，小電容濾高頻”的說法。
以常見的表貼式MLCC陶瓷電容為例，進行等效模型如下：

容值10nF，封裝0603的X7R陶瓷的模型參數(shù)如下：

由于等效模型中既有電容C，也有電感L，組成了二階系統(tǒng)，就存在不穩(wěn)定性。對電路回路來說，就是會發(fā)生諧振，諧振點在如下頻率處：

下圖是諧振曲線的示例：

即常說的在諧振點前是電容，諧振點之后就不再是電容了。
3、LC濾波何時使用
如果串聯(lián)電感L，再并聯(lián)組成C，就形成了LC濾波： atchip.com

單獨一個電容C是一階系統(tǒng)，單獨一個電感L也是一階系統(tǒng)，在幅值衰減斜率是-20dB。但LC組成的二階系統(tǒng)，幅值衰減斜率是-40dB，更靠近理想的“立陡”的截止頻率的效果，即濾波效果更好。

4、PWM頻率到底是多少
往往提到PWM，比如會說用20kHz PWM驅動電機等。但實際上，這個20kHz僅代表PWM的脈沖周期是50us：

那么所謂的20kHz PWM在頻域上的頻率點落在哪里呢，如下公式：

對于階躍信號來說，由于上升時間tr無窮小，則頻率f無窮大。當頻率高了之后，寄生參數(shù)則不能在忽略，會引發(fā)很多諧振的問題。
從信號上來看，就是很陡峭的階躍信號會有過沖和振蕩的問題。簡單來說就是頻率f越大，則噪聲所占的頻率就會越寬泛，即EMC特性就會越差。
5、如何將原理圖和PCB對應起來
由于細分工種的問題，原理圖和PCB被割裂開來，由兩組人進行分工作業(yè)：

例如在原理圖上有如下的電路： 環(huán) 芯

其隱含一個問題就是在PCB上其實V1的負極和C1的負極是有一條線（PCB layout工具軟件中用的詞比較準確，Trace，蹤跡/軌跡）。
往往在設計階段A->B->C是都會關注的。如果EMC出現(xiàn)問題，除了要在原理圖上查找電路參數(shù)的問題，還需要特別關注C->D，即回流路徑。

如果回流路徑不順暢，會造成信號的畸變：

比如在EMC試驗時，MCU的ADC采集到的信號被干擾到了，則除了在原理圖上分析外，在PCB上講該信號高亮出來，然后再耐心尋找該信號的回流路徑是否有不順暢的地方：

對著信號線頭腦中想象回流路徑，有點意識流的感覺。
四、總結

請注意！ 靜電敏感器件請做好電磁干擾防范。

文章出處：電子工程師。

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