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EMC工程師需要掌握的基礎能力

一、EMC測試標準

掌握EMC測試標準,并能夠根據測試標準進行EMC測試,熟悉輻射發射、傳導發射、靜電放電、電快速瞬變脈沖群、雷擊浪涌、傳導抗擾度、輻射抗擾度測試方法,并熟練的進行測試。

理解EMC測試原理、熟悉EMC測試設備、掌握影響EMC測試結果的影響因素,并根據標準要求確保EMC測試的可重現性。

二、EMC調試技能

熟悉示波器、頻譜分析儀、高速示波器、網絡分析儀等各種EMC調試儀器的使用,能夠獨立從波形、頻譜、阻抗、眼圖等不同維度分析EMC問題。能夠獨立且快速的判斷干擾源、耦合路徑、敏感設備,具備EMC問題的調試方法與技巧。

三、理論基礎

掌握電磁兼容的基礎理論、具備電磁場與電磁波的基礎知識、了解射頻電路尤其是天線的知識。熟悉各種開關電源的電路拓撲、掌握電路基礎理論、掌握開關電源的基本工作原理。熟悉信號與電源完整性的理論基礎,掌握串擾、阻抗、反射、信號的回流路徑、高速信號完整性的測量與設計方法,具備SI/PI仿真能力更好。

四、電子元件知識

熟悉電阻、電容、電感、磁珠、共模電感等常用元器件的基礎知識,掌握其應用注意事項、選型要求,并正確的使用器件。對二極管、MOSFET管、IGBT、IPM、PMIC、DC-DC芯片等功率器件的原理、應用要求、選型注意事項有深入理解。

對磁環、變壓器、儲能電感等磁性元件有深入了解,并能夠根據實際的應用場景選型合適的元件,安全可靠的應用元件。

對ESD防護元件的保護特性有深入的了解,能夠根據防護等級、防護要求來選擇合適的防護元件,掌握TVS管、氣體放電管、穩壓二極管、壓敏電阻、熱敏電阻、保險絲等防護元件的選型、應用、失效原理等知識。

在廠商協助下能夠選擇合適的吸波材料,最好掌握吸波材料的特性、原理、參數選型、應用要點等知識。

五、系統設計知識

影響產品EMC性能的因素眾多,結構設計、線纜設計、電子線路設計、PCB設計、軟件設計、濾波器選型與設計都應該關注。EMC工程師需要具備的結構設計知識包括結構布局設計、結構布線設計、結構搭接設計、結構屏蔽設計。線纜的特殊阻抗控制、線纜屏蔽設計、高速線纜折線方式、高速線纜的參考完整性設計也是影響系統級EMC性能的重要因素。

電子電路設計包括關鍵器件選型、防護器件選型、濾波器設計、濾波器件的選型、高速芯片散熱片選型與設計、電路可靠性設計、時序控制等關鍵要素的控制。

PCB設計是系統級EMC設計的最重要的環節,是決定EMC設計質量的關鍵環節。PCB的疊層設計、布局設計、布線設計、PCB的結構設計,每個環節都至關重要。

軟件的防抖設計、軟件的容錯與糾錯設計、軟件Watch dog功能設計,都是解決抗擾度問題的重要法寶,軟件展頻設計、軟件移頻、軟件驅動設計、高速信號去加重、預加重設計是影響信號輻射發射測試結果的重要因素。借助軟件打印工具可以快速判斷抗擾度測試過程中系統被干擾的電路模塊,也可以通過軟件調整信號工作頻率、關閉電路模塊的方式判斷噪聲源。

濾波器的設計往往是決定產品EMC性能的重要因素,濾波器的電路結構、濾波器件的選型、濾波器的安裝、濾波器的選型知識也非常關鍵,掌握濾波器的知識是保障產品電磁兼容性能的法寶之一。

六、仿真軟件的使用

仿真軟件可以快速模擬設計的正確性、可以快速模擬設計應用的結果被廣泛應用。EMC仿真軟件的應用近年來呈現加速發展的勢頭,主要的EMC仿真軟件廠商包括國外的CST、ANSYS、AD、是德科技等,國內的仿真軟件廠商如華大九天等。利用仿真軟件可以濾波器插入損耗、空間耦合、串擾、信號完整性、電源完整性、PCB寄生參數的提取等,以協助EMC問題的分析與定位、EMC設計的前仿、提高EMC設計效率與質量。

所有的仿真軟件都是工具,就如示波器、頻譜分析儀,仿真結果的準確性取決于模型的準確度,以及輸入參數的準確性。由于EMC測試結果受到寄生參數的影響,而寄生參數的建模非常困難,導致高頻EMC仿真的精確度受到影響,給大家的感覺就是EMC仿真沒用。

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