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解决方案
系统整合的电磁兼容性(EMC)
November 01,2022
介紹
电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）是系统集成及嵌入式电子产品设计中的关键设计考量。电磁兼容性是指电子设备在电磁能量的产生、传输和接收过程中，能够正常工作，不对其他设备产生电磁干扰，同时自身也不易受到外部电磁干扰的影响。
随着全球市场对法规标准要求的日益重视，EMC 已成为产品认证及商业化的重要要求。若产品不符合特定国家的 EMC 标准，将无法合法销售。随着电子技术的持续发展，EMC 在电子设备与系统设计中的重要性已与功能性和可靠性同等，必须在产品设计初期纳入考虑，尤其在系统集成与嵌入式电子产品应用中更为关键。
构成
EMC包含两大项：EMI（干扰）和 EMS(耐受性）
EMI测试项包括：
RE（辐射）、CE (传导干扰）、Harmonic（谐波）、Flicker （闪烁）
EMS测试项包括：
ESD （静电）、EFT（瞬态脉冲干扰）、DIP(电压跌落）、CS（传导抗干扰）、RS（辐射抗干扰）、Surge（浪涌，雷击）、PMS（工频磁场抗扰度）
如上所述，EMC包括了EMI与EMS两大测试项目，EMI验证重点在于电器本身在运作时所辐射出来的电磁能量大小，能量越大造成干扰其他电器的可能性就越大，因此必须尽可能地降低电磁辐射的能量位准，在验证的频谱内即可绘出各种标准的限制值，利于判断电器装置运作时是否有超过限制值的风险。相对的，EMS的验证重点则是电器本身的电磁耐受性，也受其抗干扰的能力，在跟其他电器共同运作的情况下是否会有误动作的风险，因此是将电磁能量持续馈入运作中的待测物，观察待测物是否发生或是多大的电磁干扰环境下产生了预期之外的误动作。
系统整合的产品在标准品系列验证项目为: EMI Pre-scan (包含 辐射RE & 传导CE)。因此本文下方实际案例的分享就以RE为例来进行说明。
客制案则依客户需求而定，实例测试过的项目为: 辐射RE、传导CE、静电ESD、电磁辐射耐受性RS。由于牵涉客制案的内容，因此不做实例分享。
测试标准
| 项目 | 需求 |
|---|---|
| EN 55014-1 | 家用电器辐射 |
| EN 55014-2 | 家用电器辐射抗扰度 |
| EN 55011 | 工业、科学、医疗设备辐射 |
| EN 55013/20 | 音视频产品 |
| EN 55015 | 照明电器辐射 |
| EN 61547 | 照明电器辐射抗扰度 |
| EN 55022 | 信息技术设备辐射 |
| EN 55024 | 信息技术设备辐射抗扰度 |
| EN 60601-1-2 | 医疗电子设备电磁兼容 |
| EN 61000-6-1 | 居住、商业和轻工业环境使用的通用设备辐射 |
| EN 61000-6-3 | 居住、商业和轻工业环境使用的通用设备辐射抗扰度 |
| EN 61326 | 测量用仪器设备电磁兼容 |
| IEC 61000-4-4-2004 | 电磁兼容 试验和测量技术 / 电快速瞬变脉冲羣抗扰度试验 |
| IEC 61000-4-5-2005 | 电磁兼容 试验和测量技术 / 浪涌(冲击)抗扰度试验 |
| IEC 61000-4-11-2004 | 电磁兼容 试验和测量技术 / 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 |
| IEC 61000-4-2-2001 | 电磁兼容试验和测量技术/ 静电放电抗扰度试验 |
实例分享:RE(Radiated Emission辐射干扰测试)
在实际的RE验证上，电磁辐射又分为垂直极化波与水平极化波两种模式，旋转接收天线的角度即可将两种模式分别验证，天线角度固定之后，开启待测物 (DUT: Device Under Test)使其正常运作，再旋转DUT的安装桌面360度以扫描各种角度下的电磁辐射。
以下案例即为Smart Display4.3吋产品设计初期在Pre-Scan有发现辐射超出标准 EN 55011如下:
Vertical
Horizontal
在经历了第一次的EMI预扫描之后，针对超过限制值的频率加以分析，由图中可以发现756MHz与972MHz是辐射较高的频率，再从这些频率中找出系统内可能形成谐波的干扰源，针对干扰源的信号加以抑制作为对策。
透过分析找出辐射干扰信号源之后，在该信号的路径上串接Ferrite bead来抑制信号的高频谐波藉以隔绝高频噪声，加上对策后得到通过EN 55011标准的结果，Pre-Scan验证如下:
Horizontal
Vertical
结论:
Winstar Smart Display标准品量产后，为确保质量能满足客户需求，皆会进行EMI pre-scan，提供客户作为EMC/EMS认证的参考依据；除此之外，以上述辐射耐受性的分析与改善对策为例，Winstar亦可针对客户要求的认证规范进行产品规划与设计，以满足不同目标市场的电磁耐受需求，让客户的终端产品在设计上更有质量、更具保障。
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