EMC概述（3）——什么是电磁兼容性（EMC）？

了解实例，就可以深入理解其重要性

大家好！我是ROHM的稻垣。

第15篇将具体介绍电磁兼容性（EMC）现象。本文的主角也是半导体集成电路（IC）。

首先是电磁干扰（EMI: Electromagnetic Interference，发射）的一个例子。假设这是半导体集成电路（IC）使用开关技术工作、并且印刷电路板（PCB）上的EMC措施不充分的情况。如果EMI滤波器的设计不好，比如低通滤波器（LPF）的截止频率高于开关频率的1/10，在这种情况下，如果使半导体集成电路（IC）工作，则可能会发生：

・其周围配置的AM/FM收音机功能的接收灵敏度变差，并且会出现哔哔嘎嘎之类的噪声

・通过Bluetooth连接的设备断开连接

・智能手机上的视频播放中断

等现象。

接下来是电磁敏感性（EMS: Electromagnetic Susceptibility, 抗扰度）的一个例子。这是半导体集成电路（IC）附近有电磁噪声、而且这种噪声带来不良后果的一种情况。该示例也是假设印刷电路板（PCB）上的EMC措施不足的情况：没有噪声滤波器，或者即使有，其频率特性也不能充分抑制电磁噪声。在这种情况下，可能会发生：

・差分运算放大器（Op Amp）的工作点通常应该是VCC（电源电压）/2的偏置电压，但却会变为VCC附近或GND附近的电压。

・在数据通信用半导体集成电路（IC）的数据收发过程中，只在产生电磁噪声时接收到的数据会发生反转

・在低电压数字电路（包括CPU和存储器）中，只在产生电磁噪声时控制逻辑引发错误

等问题。

可能单凭上一篇中符合/不符合电磁兼容性（EMC）国际标准的描述很难具体理解，但通过实际的例子，就可以理解这些问题都与严重的干扰和误动作息息相关。因此，与电磁兼容性（EMC）相关的现象是非常重要的，尤其对于航空航天、医疗、车载等可能会有生命危险的产品和元器件来说，这类情况是绝对不能发生的。正是为了进行充分的验证并提供安全放心的产品和元器件，从元器件制造商到终端产品制造商，各行各业的工程师们都在努力研究电磁兼容性（EMC）。

那么为什么直到如今电磁兼容性（EMC）还是如此受关注呢？

对于电磁干扰（EMI）来说，与工作频率的日益提高有很大关系。与很久以前100MHz被视为超高速的时代不同，如今产品工作频率为1GHz~10GHz的情况并不少见。当然，其谐波分量是电磁干扰（EMI）的源头，因此电磁干扰（EMI）的频段范围变得更宽。此外，频率越高，越容易产生辐射，因此需要更加注意。

对于电磁敏感性（EMS）来说，电源电压下降是影响因素之一。5V逻辑和0.9V逻辑相比，它们的H电压和L电压之间的电压差（VIH/VIL）完全不同。如果电源电压低，对电磁噪声的抵抗力就会降低。

而且，构成半导体集成电路（IC）的元器件数量也逐年增加。如今是在一枚硅芯片上能够配置5亿～10亿个晶体管的时代了。因此，出现电磁兼容性（EMC）问题的位置更多，概率也更高。随着微细化和高度集成化的发展，根据摩尔定律，未来，只要半导体集成电路（IC）的集成度继续提高，电磁兼容性（EMC）问题就会继续恶化。

在现场，工程师们已经深切意识到，过去不用格外注意电磁兼容性（EMC）也没有问题，但是对于最近的产品和元器件来说，一旦不好好处理电磁兼容性（EMC）问题，就会产生严重的后果。因此准确地说，现在的状况不是“正在关注”而是“不得不关注”，这样说可能更接近现实。

从下一篇开始，我打算开始介绍“EMC计算方法和EMC仿真”，这是与电磁兼容性（EMC）的设计和深入实践相关的实用内容。敬请期待！

感谢您阅读本文。

文章来源：Rohm

• 审核编辑 黄宇