設計人員在設計產品時必須考慮許多工程選擇。從組件選擇到機殼決定，產品的設計和構造都需要花費大量時間和精力。然而，設計師特別需要關注的是他們的產品在最終測試階段的表現如何。

測試階段最關鍵的部分之一是電磁兼容性（EMC）。EMC測試從本質上衡量產品中的兩件事：其在預期環境中按預期運行的能力（抗擾度測試），以及設備對附近運行的其他設備造成有害干擾的可能性（排放測試）。

抗擾度測試可衡量設備在暴露于各種形式的電磁干擾或現象時如何反應，而排放測試則可測量設備產生的電磁（傳導和輻射）能量。

兩者都是設計人員在設計階段必須考慮的極其重要的方面。如果控制不當，則會導致電磁不兼容對周圍環境造成負面影響，從而導致產品故障，違反安全協議，丟失數據等。

避免失敗的EMC合規性測試僅涉及在設計和制造過程中使用基本設計規則。為避免代價高昂的EMC測試失敗，我們列出了設計未通過EMC測試的一些最常見原因，為什么會出現這些失敗以及如何通過適當的設計實踐來避免它們：

1.避免干擾信號返回平面

在正常情況下，對于任何板極少需要在信號回路或接地層中放置裂縫，間隙或切口。添加這些中斷可能會導致比解決方案更多的問題。這些問題中最主要的是設計控制低頻電流流動的方法所需的時間和精力增加。

如果您完全確信您的電路板確實需要在信號返回平面上進行分割，縫隙或切割以防止低頻耦合問題，請尋求其他幫助或建議。專家可以檢查您的工作，提出建議并幫助您提出解決方案，以幫助您有效地彌補差距。重要的是要記住，對其他設計有效的方法可能與您的設計不同。

2.不要在連接器之間放置高速電路

太多的設計師忽略了這個簡單的規則。繞過此細節可能會導致設計過大，從而需要屏蔽和過濾，超出了必要。

連接器在印刷電路板（PCB）上的放置至關重要，因為連接到這些連接器的電纜可以用作非常有效的天線，尤其是在頻率低于兩到三百MHz時。雖然PCB走線也可以用作天線，但相對于這些頻率下的波長，其影響在電氣上往往很小。這使得PCB走線的輻射效率相對較低。在這些頻率下，電纜長度通常更接近最佳波長，從而使它們成為更高效的輻射器。

通常，當這些連接器沿電路板的單個邊緣排列時，它們之間的電壓相對較小。但是，當高速電路位于連接器之間時，可能會產生更高的電位差，從而在電纜的屏蔽層和導體上產生RF電流。進而導致電纜輻射，有可能導致產品超出排放要求。

3.確保輔助設備合規

在排放測試期間，要求制造商使用市售電纜將輔助設備連接到所有I / O端口。這樣可確保使用設備內的所有端口，從而展示設備的全部功能。這通常會帶來最壞的情況，導致設備產生最大的發射水平。

此步驟對于測試過程非常重要，但是不正確的輔助設備可能會導致嚴重問題。

4.準備進行ESD測試

靜電放電測試（也稱為ESD測試）是常規CE測試的重要要求。此測試過程將檢查您的產品在遇到強力靜電放電時的行為。該過程通常涉及向產品的裸露金屬表面（接觸放電）和絕緣表面（空氣放電）施加2至8 kV ESD脈沖。ESD測試可能會嚴重損壞產品。

為了提高產品的性能并避免受到ESD測試的損害，設計人員可以采取以下幾項措施：

查明ESD測試位置。這些是不使用特殊設備或拆卸產品即可觸摸的區域。在外殼上進行探索性測試是該過程的一部分，其中測試儀接觸產品機箱的所有外部。如果機箱不導電，則其他常見測試點包括連接器，螺釘頭，鍵盤和按鈕，機箱接縫，顯示器以及內部PCB和組件靠近機箱的區域。

• 確定ESD測試級別。通常，以逐漸增加的電壓水平施加放電，對于接觸放電，電壓從2千伏增加到4伏，對于空氣放電，電壓從2千伏增加到8伏。這些級別可能會根據您的產品和預期的安裝環境而有所不同。請咨詢您的測試實驗室或參考適用于您產品的標準，以確定要應用于您產品的確切測試級別。

• 選擇合適的抑制器。查找電路板的ESD保護。請記住，此保護措施必須適合應用于您產品的測試級別。為此，火花隙，電阻器，電容器，壓敏電阻和TVS二極管都是很好的抑制器，但它們必須適當地適合您的產品，而不會引起自身問題。

• 將抑制器放置在正確的位置。有了保護組件后，請確保將它們放置在盡可能靠近問題區域的位置。這樣可將由放電位置和抑制器之間的任何布線引起的串聯電感降至最低。

• 考慮放電路徑。仔細考慮所施加的ESD的放電路徑。在許多設計中，出于安全原因，機箱接地與主板接地是分開的。一種常見的方法是將機箱接地在電路板上接地回到主電源輸入。這樣可以消除任何放電，而不會影響電路的其余部分。

5.管理信號轉換時間

較低諧波頻率下格式正確的數字信號的幅度要比較高諧波高得多。降低數字信號的轉換時間可以進一步減少這些較高的諧波。但是，過度增加過渡時間會開始降低信號完整性。找到“最佳位置”是關鍵。

控制上升和下降時間的三種常見方法包括：

• 用邏輯系列控制擺率。這通常是應用程序最有效的選擇，尤其是在匹配終端的情況下。

• 將電阻器或鐵氧體與設備的輸出串聯。控制電路的上升時間可為設計人員提供更多控制權，而其成本通常低于所列的其他選項。鐵氧體同樣有效，但成本更高。

• 將一個電容器與設備的輸出并聯。電容器會增加源設備拉動的高頻電流。對于過渡時間控制，這通常是最沒有用的選擇，但是在某些情況下它可以工作。

6.最小化回路面積

電路板設計中最簡單，最常見的錯誤之一是增加了與高頻電流相關的環路區域。這通常是設計人員疏忽的結果，尤其是在設計人員不知道電流流向何處的情況下。

為避免此問題，電路設計人員應注意以下幾點：

• 信號電流總是返回其源極。因此，當前路徑始終是回路。

• 信號電流采用最小阻抗的路徑。對于高頻電流，這往往是電感最小的路徑。對于低頻電流，這是電阻最小的路徑。

7.減少電纜上的射頻噪聲

電纜往往容易發出RF噪聲，這會增加產品的總體輻射并導致產品無法通過輻射測試。

如果完成的設計存在輻射問題，則應首先嘗試找出盡可能多的電纜，以找出問題所在。如果輻射消失，您將知道噪聲是從哪一根分離的電纜中輻射出來的。使用簡單的消除方法，將電纜一個接一個地重新連接，直到問題再次出現為止。在某些情況下，多根電纜可能是問題的根源，這使得識別和處理問題電纜變得更加困難。

盡管應該牢記這些步驟來減輕這些問題的發生，但最好在設計階段將所有意外的RF能量降至最低。設計人員通過最小化信號擺率來實現這一點，如前面第6條所述。

有數百種減輕這些信號對發射的影響的方法，但是可以通過一些簡單的設計實踐來防止它們。這些設計實踐中的第一個涉及在電源和靜態I / O信號中添加串聯鐵氧體磁珠，或者在將來可能需要鐵氧體磁珠的區域中簡單地放置0歐姆電阻作為占位符。這些嵌入式磁珠起著抑噪磁珠的作用，專門設計用于吸收RF能量并將其轉化為熱量。這些建議中的第二個建議涉及在連接器處提供足夠的電源去耦。

8.選擇合適的電源適配器

嘈雜的電源或電源轉換器會給您的設備帶來大量噪聲，從而在測試過程中對設備的發射性能產生負面影響。因此，選擇適合您設備發射等級的電源適配器很重要。

除了此要求之外，您還應該考慮：

• 容納電源適配器。電源適配器通常在直流電阻負載下進行測試，而直流電阻負載與動態負載根本不同。這意味著，當適配器連接到具有較寬電流供應頻譜的動態負載時，適配器的發射特性可能會有所不同。當前特性的這種差異可能會導致排放量超過廣告宣傳的數量。為了最大程度地減小這種差異的影響，您可能需要專門設計電源電路，以處理更寬的電源頻譜。

• 購買更好的適配器。當涉及到合規性測試時，許多制造商會強調低價。這在質量較低的產品制造商中尤為常見，因為它降低了價格并最大化了利潤。因此，從值得信賴的制造商那里花更多的時間和金錢購買高質量的適配器并沒有什么壞處。

• 要求制造商提供測試報告。仔細檢查您要購買的設備，尤其是來自新制造商的設備，永遠不會感到麻煩。許多制造商將提供測試報告，以支持其關于其設備的主張。

9.對過度敏感的電路使用屏蔽