(1) 浪涌防護(hù)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)儀表端口的定義，浪涌分為差模浪涌和共模浪涌?jī)煞N。如信號(hào)端口（也包含工作電源端口）的進(jìn)線和回線間為差模浪涌，電路的進(jìn)線和回線分別對(duì)地（接地端子）為共模浪涌。

　　抑制浪涌常用的器件就是浪涌抑制器件，如氣體防電管、壓敏電阻、TVS。不同的端口根據(jù)其功能，選用不同的組合方案進(jìn)行浪涌的防護(hù)。例如，當(dāng)儀表是三相四線輸入，因?yàn)殡妷憾丝跒楦咦栎斎�，在浪涌等�?jí)要求不太高時(shí)，一般無須采用壓敏電阻和氣體放電管。

　　(2) 共模濾波器的設(shè)計(jì)

　　通過在端口附近設(shè)計(jì)共模濾波器，對(duì)共模干擾進(jìn)行旁路。濾除共模干擾也可采取設(shè)計(jì)隔離元件等增大共模阻抗的方式或通過電容接地（如果端口設(shè)計(jì)有接地端子，應(yīng)滿足相應(yīng)安全要求）的方式來實(shí)現(xiàn)。

　　設(shè)計(jì)共模濾波器，首先應(yīng)明確共模干擾的頻段，以便選擇合適的功率電感、電容參數(shù)。若需要同時(shí)抑制低、中、高頻的共模干擾，有時(shí)可采用低頻和高頻共模濾波器串聯(lián)的方式來解決。

　　儀表電源端口往往采用開關(guān)電源，由于開關(guān)電源是一個(gè)重要的對(duì)外干擾源，需要在端口設(shè)計(jì)EMI濾波器。另外，從EMS角度考慮，由于隔離變壓器的輸入輸出間存在較大的分布電容，高頻共模干擾可以毫無衰減地從輸入耦合至輸出，因此也需要在開關(guān)電源前設(shè)計(jì)濾波器。

　　電源端口基本濾波電路結(jié)構(gòu)見圖2。當(dāng)無PE時(shí)，共模電容省略。共模扼流圈在繞制中會(huì)產(chǎn)生1%左右的漏感，可直接利用來進(jìn)行差模濾波，若要加強(qiáng)差模濾波，則可在扼流圈后增加差模電感設(shè)計(jì)。需要強(qiáng)調(diào)的是，圖2所示濾波器在進(jìn)行PCB布板時(shí)，應(yīng)盡量擺放在靠近于端口的位置，且印制線走線應(yīng)注意控制環(huán)路面積，讓濾波器獲得大的插入損耗。

　　4.2 敏感電路及器件設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)中需要注意對(duì)易接收電磁干擾的電磁敏感電路和器件的設(shè)計(jì)。盡量采用抗擾度高的器件，在功能滿足的情況下，盡量降低晶振的頻率，盡量選擇上升沿較緩的器件。

　　電容、電感非理想器件的寄生參數(shù)，在高頻時(shí)將會(huì)大大影響其濾波效果，所以對(duì)不同頻段的干擾信號(hào)應(yīng)選擇不同的濾波參數(shù)。以電容為例，其頻率阻抗曲線見圖3。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，該類器件的引線過長(zhǎng)時(shí)，其高頻下寄生參數(shù)會(huì)降低自身的諧振頻率，建議盡量采用貼片器件。一個(gè)常用的做法是選擇參數(shù)相差100倍的電容進(jìn)行并聯(lián)，以保證在其較寬的頻段范圍內(nèi)始終保持電容特性。

　　數(shù)字芯片均應(yīng)做去耦設(shè)計(jì)，特別是攜帶豐富高次諧波的數(shù)字電源引腳，通常用0.1uF電容與1nF電容并聯(lián)。對(duì)于數(shù)字芯片中因結(jié)構(gòu)、傳輸路徑等客觀因素影響的關(guān)鍵信號(hào)均應(yīng)做去耦設(shè)計(jì)，去耦時(shí)應(yīng)注意不要影響信號(hào)的正常傳輸。

　　對(duì)于特別敏感的電路單元，在成本允許和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮，針對(duì)輻射試驗(yàn)項(xiàng)目(RS和RE)屏蔽材料選擇鋁或銅等金屬，設(shè)計(jì)時(shí)為保證足夠的屏蔽效能應(yīng)保證低接地阻抗，在此不作詳細(xì)說明。

　　 5 結(jié)構(gòu)級(jí)、PCB級(jí)設(shè)計(jì)

　　結(jié)構(gòu)上需要考慮靜電放電、射頻電磁場(chǎng)輻射、輻射發(fā)射三項(xiàng)EMC試驗(yàn)項(xiàng)目，下面主要以因結(jié)構(gòu)限制，在PCB設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行分析。

　　常見問題一，儀表因自身結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)部常由幾塊PCB構(gòu)成，PCB之間通過插針、互聯(lián)排線等連接，如何進(jìn)行EMI防護(hù)？

　　這些都是EMC為脆弱的環(huán)節(jié)，當(dāng)連線長(zhǎng)度與干擾頻率的波長(zhǎng)可比擬時(shí)，既容易接收到外界的干擾，也容易將內(nèi)部干擾帶出產(chǎn)品，引起EMI超標(biāo)。

　　設(shè)計(jì)時(shí)可從以下三方面著手解決：①對(duì)插針中傳遞的信號(hào)進(jìn)行濾波；②盡量減少插針、互聯(lián)排線的長(zhǎng)度（從工藝角度可將其捆扎）；③增加地針數(shù)目，好采用“地--信號(hào)1--地--信號(hào)2--地--信號(hào)3--地”方式，減少信號(hào)的回路面積，降低不同PCB之間的Zgnd.

　　常見問題二，針對(duì)液晶顯示屏，LED指示燈，孔縫等如何進(jìn)行靜電ESD防護(hù)？

　　在設(shè)計(jì)中建議對(duì)液晶顯示屏采取透明材料絕緣處理，或增大與內(nèi)部電路的放電距離。

　　PCB布線時(shí)應(yīng)注意：①濾波器設(shè)計(jì)時(shí)不要讓輸入輸出分開，避免耦合，好采用“一”或“L”型；②對(duì)關(guān)鍵芯片的敏感信號(hào)去耦時(shí)，去耦電容應(yīng)緊靠其管腳，以減小回路面積；③敏感信號(hào)不能從晶振底部穿越，也不能離靠近儀表端口，長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，應(yīng)注意采用包地方式；④盡量縮短關(guān)鍵信號(hào)的傳遞路徑距離，采用伴地設(shè)計(jì)時(shí)，注意增加地過孔的數(shù)目；⑤注意不要讓敷地存在地割裂情況；⑥通過增加距離來降低相信號(hào)通道間的空間耦合；⑦通過正交來解決PCB頂層和底層信號(hào)的相互影響；⑧模擬地和數(shù)字地在一點(diǎn)處連接，A/D通常視作模擬器件。

　　常見問題三，如何“接地”？一個(gè)產(chǎn)品只有一個(gè)接地點(diǎn)。因而，對(duì)于接地點(diǎn)位置的選擇十分重要，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證接地點(diǎn)位于干擾信號(hào)注入端口且具有低的接地阻抗，通過電容可對(duì)共模干擾信號(hào)能進(jìn)行旁路。若儀表端口設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留了一個(gè)接地端子，可以是前端三相四線輸入電壓（La、Lb、Lc、N）的保護(hù)地PE，也可以是其交流工作電源（L、N）的保護(hù)地ＰＥ或者還有可能是RS485通訊（A、B）的保護(hù)地PE/屏蔽地FG。

　　地設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)保證這個(gè)地是干凈的地，即EMC中所述的“靜地”。當(dāng)?shù)夭桓蓛魰r(shí)，共模干擾信號(hào)可能會(huì)從地反竄流入信號(hào)造成地污染，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)時(shí)，常用做法是在端口預(yù)留一塊銅箔，讓其與內(nèi)部其它信號(hào)分割開來，且留有一定的距離（安全要求考慮）。