?EMC分析方法與計算模型主要包括以下內容：?1?核心分析方法和計算模型?：

?測試法?：通過在特定環(huán)境下對設備進行電磁發(fā)射和抗擾度的實際測量，直觀反映設備的EMC性能。但這種方法成本高且耗時。

?仿真法?：借助計算模型進行。常見的計算模型有?電路模型，用于分析電路內部的電磁傳導干擾;還有?電磁場模型，能處理輻射干擾等復雜情況?；?有限元法等數(shù)值計算方法的模型，可將復雜的電磁環(huán)境離散化求解。

?具體的計算模型?：

??電路理論模型?：可用于簡單電路的EMC分析，通過對電路中元件的電磁特性進行建模計算。

??傳輸線模型?：適用于分析電磁信號在導線中的傳輸特性，考慮到信號的反射、衰減等情況。

?數(shù)值計算模型?：如有限元法，能解決復雜結構的電磁問題，通過將求解區(qū)域離散化，得到電磁場的分布等。

?EMC分析方法的應用?：

在產品設計初期預測EMC問題，便于及時調整設計，從而減少后期整改成本，提高產品的電磁兼容性。

在電子設備研發(fā)中，這些分析方法和計算模型有著不可替代的作用，有助于保障電子設備的正常穩(wěn)定運行。

此外，EMC分析方法還包括對電路布局的考量、合理安排信號線與電源線的走向、減少電磁干擾的耦合路徑，以及進行接地設計優(yōu)化等。

綜上所述，EMC分析方法與計算模型在電子設備設計和研發(fā)中具有重要意義，能夠幫助工程師預測和解決潛在的電磁兼容性問題，從而提高產品的質量和可靠性。

有人說過，世界上只有兩種電子工程師：經歷過電磁干擾的和沒有經歷過電磁干擾的。伴隨著PCB信號頻率的提升，電磁兼容設計是我們電子工程師不得不考慮的問題。面對一個設計，當進行一個產品和設計的EMC分析時，有以下5個重要屬性需考慮：

01

關鍵器件尺寸：產生輻射的發(fā)射器件的物理尺寸。射頻(RF)電流將會產生電磁場，該電磁場會通過機殼泄漏而脫離機殼。PCB上的走線長度作為傳輸路徑對射頻電流具有直接的影響。

02

阻抗匹配：源和接收器的阻抗，以及兩者之間的傳輸阻抗。

03

干擾信號的時間特性：這個問題是連續(xù)(周期信號)事件，還是僅僅存在于特定操作周期(例如單次事件可能是某次按鍵操作或者上電干擾，周期性的磁盤驅動操作或網絡突發(fā)傳輸)。

04

干擾信號的強度：源能量級別有多強，并且它產生有害干擾的潛力有多大。

05

干擾信號的頻率特性：使用頻譜儀進行波形觀察，觀察問題出現(xiàn)在頻譜的哪個位置，便于找到問題的所在。

另外，一些低頻電路的設計習慣需要注意。例如我慣用的單點接地對于低頻應用是非常適合的，但是和公司大牛聊天，發(fā)現(xiàn)不適合于射頻信號場合，因為射頻信號場合存在更多的EMI問題。相信有些工程師會將單點接地應用到所有產品設計中，而沒有認識到使用這種接地方法可能會產生更多或更復雜的電磁兼容問題。

我們還應該注意電路組件內的電流流向。由電路知識我們知道，電流從電壓高的地方流向低的地方，并且電流總是通過一條或更多條路徑在一個閉環(huán)電路中流動，因此有個很重要的規(guī)律：設計一個最小回路。針對那些測量到干擾電流的方向，通過修改PCB走線，使其不影響負載或敏感電路。那些要求從電源到負載的高阻抗路徑的應用，必須考慮返回電流可以流過的所有可能的路徑。

我們還需要注意PCB走線。導線或走線的阻抗包含電阻R和感抗，在高頻時有阻抗，沒有容抗。當走線頻率高于100kHz以上時，導線或走線變成了電感。在音頻以上工作的導線或走線可能成為射頻天線。在EMC的規(guī)范中，不容許導線或走線在某一特定頻率的λ/20以下工作(天線的設計長度等于某一特定頻率的λ/4或λ/2)。如果不小心設計成那樣，那么走線就變成了一根高效能的天線，這讓后期的調試變得更加棘手。

CISPR是IEC的下屬組織國際無線電干擾特別委員會(法語：Comité international spécial des perturbations radioélectriques)的縮寫。ALSE法是“Absorber-Lined Shielded Enclosure”的縮寫，是一種測量從DUT(測試對象：半導體集成電路(LSI))和線束等輻射出的電磁噪聲的方法。

計算對象包括車載蓄電池(Battery)、人工電源網絡(AN)、線束、DUT(測試對象)、接地層等。計算概念基于IEC 62433標準，支持數(shù)據同化(Data Assimilation)，支持降噪(Noise Reduction)。分析方法為電路分析、電磁場分析和數(shù)值分析。

接下來我按照順序逐一講解。在試行計算中，分兩個階段進行處理，優(yōu)化(Optimization)和預測計算(Prediction)分別使用shell腳本來自動化處理。第一階段的優(yōu)化(Optimization)按照以下步驟進行計算：

① 針對半導體集成電路(LSI)的電源電流和負載電流，通過PWL(Piecewise Linear，分段線性)波形創(chuàng)建IA模型(電磁干擾模型)。這一步通過電路分析(瞬態(tài)分析)來獲取數(shù)據。

② 由于使用數(shù)據同化技術，因此可以獲取沒有實施EMC措施狀態(tài)下的CISPR25標準ALSE法的測量值。

③ 對①IA模型(PWL波形)和②測量值都進行降噪處理(上限包絡處理)。這一步通過數(shù)值分析來獲取數(shù)據。

④ 在SPICE電路網中描述車載蓄電池(Battery)和人工電源網絡(AN)，將線束和接地層作為電磁場分析的計算對象，創(chuàng)建CAD數(shù)據。

⑤ 通過電磁場分析(MoM法：矩量法)來計算③和④，可以求得1個頻率的輻射發(fā)射值(電場：dBμV/m)。

⑥ 到此為止只是計算值，因此通過計算與③中測量值之間的差異來校正計算值。

⑦ 對所需頻率(例如開關頻率的N次諧波)重復相同的計算，將各瞬態(tài)分析的結果創(chuàng)建為曲線圖(頻率軸)，并繪制限值(與AC分析結果格式相同)。然后，優(yōu)化(Optimization)的計算結果顯示出計算值與測量值幾乎是完全一致的狀態(tài)。

第二階段的預測計算(Prediction)按照以下步驟進行計算：

⑧ 獲取已實施EMC措施的半導體集成電路(LSI)的IA模型(PWL波形)。其目的是計算和預測在重新設計硅芯片或更改應用電路時電源電流和負載電流的變化等因素對減少輻射發(fā)射(RE)有怎樣的效果。

⑨ 對這個⑧IA模型(PWL波形)進行降噪處理(上限包絡處理)。

⑩ 將③中的IA模型(PWL波形)替換為⑧中的IA模型(PWL波形)，求1個頻率的輻射發(fā)射值(電場：dBμV/m)。

? 使用優(yōu)化(Optimization)⑥中求得的差值來校正⑩輻射發(fā)射的計算值。

? 對多個頻率進行與⑦相同的計算。根據該結果，即可判斷預測計算(Prediction)是否符合“CISPR25標準ALSE法”。