2.1 产品架构EMC评估机理

对于物联产品电磁兼容的问题，通常进行评估的相关测试如下：

（1）辐射发射测试 测试电子、电气和机电设备及其组件的辐射发射，包括来自所有组件、电缆及连线上的辐射发射，用来鉴定其辐射是否符合标准的要求，防止在正常使用过程中影响同一环境中的其他设备。

（2）传导干扰测试 为了衡量设备从电源端口、信号端口向电网或信号网络传输的干扰。

（3）静电放电抗扰度测试 测试单个设备或系统的抗静电放电干扰能力，它模拟操作人员或物体在接触设备时的放电，以及人或物体对邻近物体的放电。

静电放电可能产生的后果：直接通过能量交换引起半导体器件的损坏；放电所引起的电场磁场变化，造成设备的误动作；放电的噪声电流导致器件的误动作。

（4）射频辐射电磁场的抗扰度测试 对设备的干扰往往是设备操作、维修和安全检查人员在使用移动电话时所产生的无线电台、电视发射台、移动无线电发射机和各种工业电磁辐射源，以及电焊机、晶闸管整流器、荧光灯工作时产生的寄生辐射，这些都会产生射频辐射干扰。测试的目的是建立一个共同的标准来评价电子设备的抗射频辐射电磁场干扰能力。

（5）电快速脉冲群的抗扰度测试 电路中机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路中的其他电气和电子设备产生干扰。测试的机理是利用脉冲群产生的共模电流流过电路时，对电路分布电容能量的积累效应，当能量积累到一定程度时就可能引起电路（乃至设备）工作出错。通常测试设备一旦出错，就会连续不断出错，即使把脉冲电压稍稍降低，出错情况依然。测试时脉冲成群出现，脉冲重复频率较高，波形上升时间短暂，但能量较小，一般不会造成设备故障，使设备产生误动作的情况多见。

（6）浪涌抗扰度测试 雷击主要模拟间接雷电，如雷电击中户外电路，有大量电流流入户外电路或接地电阻，产生干扰电压，在电路上感应出电压和电流。雷电击中邻近物体产生电磁场，在电路上感应出电压和电流；雷电击中地面，地电流通过公共接地系统时所引入的干扰。切换瞬变是主电源系统切换时产生的干扰，以及同一电网大型开关跳动时产生的干扰。

（7）射频场感应的传导抗扰度测试 通常情况下设备引线的长度可能与干扰频率的几个波长相当，这些引线就可以通过传导方式对设备产生干扰，没有传导电缆的设备不需要做此项测试。在通常情况下，被干扰设备的尺寸要比频率较低的干扰波的波长小得多，相比之下，设备引线的长度可能达到干扰波的几个波长，这样，设备引线就变成被动天线，接受射频场的感应，变成传导干扰入侵设备内部，最终以射频电压电流形成的近场电磁场影响设备工作。

（8）电压瞬间跌落、短时中断和电压渐变抗扰度测试 电压瞬间跌落、短时中断是由电网、变电设施的故障或负荷突然出现大的变化所引起的。电压逐渐变化是由连接到电网中的负荷连续变化引起的。

EMS关键测试与模型

EMS的问题重点注意PCB设计的问题。

对输入、输出接口连接线电缆以及产品的机壳、机箱进行EMS模型测试，其关键测试为浪涌（SURGE）测试、电快速脉冲群（EFT/B）测试、静电（ESD）测试。大多的产品都有机壳、机箱，即使产品是塑料外壳，在连接器的位置也需要进行空气放电。大多的产品在没有进行EMC设计考虑时，产品会出现工作异常的现象，导致测试失败。EMS的这种瞬态干扰测试也是检验产品可靠性的重要依据。

浪涌测试通常是从输入连接线注入的，由于其频谱较低，故表明它以传导性的干扰为主。电快速脉冲群测试也是通过输入、输出连接线方式注入的，但由于其频谱范围较宽，从几MHz到几十MHz，故其干扰还会通过耦合的方式通过空间的传播路径影响电路。因此，电快速脉冲群测试既有传导性的干扰路径，还有空间的耦合路径。静电放电测试从理论上讲，当产品有金属外壳时其设计会相对容易（产品金属机构及接地路径设计）。由于静电放电测试时，其干扰频谱范围更宽，从几十MHz到几百MHz，因此它既有传导性的干扰路径，还有空间的耦合路径。它对产品裸露的金属部分实施接触放电，对于其他部分，如塑料外壳或连接线电缆也会实施接触放电及空气放电的测试。

对于塑料外壳的产品或连接线缆的内部器件设计时需要注意，塑料结构件表面的缝隙到内部器件导体之间的空气距离是否足够是设计的关键。通常1kV瞬态电压的空气距离至少要1mm，对于连接线电缆，其选择的连接器表面到PCB内部导体之间的距离在6mm以上，通过足够的距离来防止ESD击穿。任何空气空间的存在都可以使ESD在电子设备内部的金属导体或PCB电路产生ESD电弧。这时可以利用距离保护内部电路。

通过图2-2所示的三种典型的外部测试方法还可以检验产品的可靠性的，如果物联产品出现工作异常、复位、死机、器件等损坏，就可以通过这三种测试手段进行故障现象的模拟或故障重现。

如图2-2所示，瞬态干扰对产品或智能设备会产生威胁，出现产品功能及性能的问题。对于整个物联网电子产品及设备，由于有高频的数据通信系统，其PCB的设计多采用双面板及多层板的设计，其PCB的地设计是非常重要的。

1）PCB-地阻抗与地走线问题（地平面的完整性）。

2）PCB-地回路问题（回路面积最小化）。

3）PCB-接地点的位置问题（干扰源入口要就近接地）。