智慧硬體EMC電磁干擾，實戰案例詳解！別再做“山寨”工程師了！

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燚智慧硬體開發大講堂【燚讀做“易”】

用簡單的語言，講深奧的技術

什麼是EMI和EMC：

EMI是電磁干擾（Electro Magnetic Interference）。設備發射出干擾信號。

EMC是電磁相容（Electro Magnetic Compatibility）。讓設備發射出的干擾信號別那麼強。

品牌智慧硬體產品必須要通過EMC測試，山寨的產品就沒有人去花錢搞這些了。所以很多小廠出來的山寨硬體工程師，可能都沒聽說過EMC測試和EMI干擾。

汽車的EMC測試環境，手機、智慧硬體也都一樣，就是微波暗室小點

簡單來講：

不管是手機還是智慧硬體，都會對外發射各種各樣頻段的電磁波。如果發射的太強了，就會干擾周圍的其他設備，這就是“電磁相容設計”需要考慮的，要把“電磁干擾”限定在合理範圍內。

最直接的例子：手機在固定電話機旁邊打電話，固定電話機裡可以聽到吱吱吱的聲音。這就是電話機被手機的輻射給干擾了。

複雜來講：

EMI電磁干擾，是信號在網路傳輸過程中，通過傳導或輻射的方式向外輻射能量的一種現象。

（叫做Noise，信號的雜訊）。傳導是Noise在網路上的傳播；輻射是Noise在傳播過程中遇到天線效應的物體（導線長度為1/4波長附近，或其它倍數波長，形成天線效應）。

為什麼數位信號會有電磁干擾產生？可以翻翻課本，看方波的傅立葉轉換能產生什麼，就知道了：無數的高次諧波。

iPhone X EMC設計

手機，集成了超過20個頻段的蜂窩網路、2個頻段的WIFI、藍牙、NFC。 CPU、DDR、顯示幕和攝像頭的工作頻率高達GHz。這些信號集成在小小的手機殼內部，既不互相干擾，也不干擾外面的設備，是很典型的電磁相容設計的案例。

以iPhone X為例，除了硬體電路上添加大量的抗干擾的器件之外，外部把所有的能遮罩的地方都遮罩起來，不管是電路板還是排線還是攝像頭都做了遮罩處理。

（實際上OPPO、小米、華為等國產品牌機也是這麼做的，不然過不了EMC測試。山寨機和小品牌就做不到這麼全面的防護了。）

iPhone X的部分防EMI措施

抑制EMI干擾的幾個典型措施，硬體工程師基礎知識

1，高速信號和射頻信號，要加遮罩措施

像射頻信號、CPU、DDR、HDMI、MIPI這些幾百兆到GHz的信號以及元器件，要用遮罩蓋蓋起來。

2，硬體原理設計，高速信號線增加抗EMI器件

高速信號線，包括時鐘，都應當設計EMI濾波器、共模濾波器、磁珠、RC濾波器等元器件，來預防EMI問題。有沒有這些濾波器，也是區分山寨產品和品牌產品的一大特徵。

共模濾波器一顆要幾毛錢人民幣，並不便宜。

3，硬體PCB設計，遮罩高速信號、減小天線效應

PCB走線上，要注意對高速信號的遮罩。避免人為造成天線效應，把高速信號輻射出來，形成干擾源。

某型智慧音箱，解決EMC測試問題實際案例

這是我們遇到的一款智慧音箱設備，EMC測試不通過，需要整改。我們的硬體工程師折騰了好幾天，拿出了一系列的改進措施。

下面是硬體工程師分析EMI問題的思路

1，根據頻率，找輻射源

從超標頻點分析，893.8567MHZ、595.1329、446.4141 很可能為HDMI倍頻點輻射的EMI。221頻點很可能是WIFI CLK倍頻點的輻射。低頻段包絡性的浮高很可能是DC電源線上的輻射。

2，處理措施

處理1：HDMI線採用兩端帶磁環線材。

處理2：HDMI CLK 上串電感並電容，通過LC電路濾除高頻干擾。

處理3：軟體上在眼圖不超標的前提下，儘量降低HDMI的驅動能力。

處理4：電源上串共模電感，濾除電源上的高頻干擾。

處理5：電源上串共模電感，濾除電源上的高頻干擾。

處理6：CPU DDR DCDC通過遮罩罩罩在遮罩罩內部。

處理5：優化Layout走線。

3，處理結果

測試通過。

最後，提問：

電腦主機板，元器件和線路都裸露在外面。

為什麼電腦不擔心EMI干擾？

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燚智慧周教授，智慧硬體開發實戰派，前期精彩回顧:

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