EMC设计

1.3 开关电源设计

　　开关电源的特征就是产生强电磁噪声，若不加严格控制，将产生极大的干扰。下面介绍的技术有助于降低开关电源噪声，能用于高灵敏度的模拟电路。
1.3.1　电路和器件的选择
　　关键点是保持dv/dt和di/dt在较低水平,有许多电路通过减小dv/dt和/或di/dt来减小辐射，也减轻了对开关管的压力，这些电路包括ZVS（零电压开关）、ZCS（零电流开关）、共振模式.(ZCS的一种)、SEPIC（单端初级电感转换器）、CK（一套磁结构，以其发明者命名）等。
　　减小开关时间并非一定就能引起效率的提高，因为磁性元件的RF振荡需要强损耗的缓冲，最终可以观察到不断减弱的回程。使用软开关技术，虽然会稍微降低效率，但在节省成 本和滤波/屏蔽所占用空间方面有更大的好处。 

1.3.2　阻尼
　　为了保护开关管免受由于寄生参数等因素引起的振荡尖峰电压的冲击常需要阻尼，如图5示。阻尼器连到有问题的线圈上，这也可以减小发射。
　　阻尼器有多种类型：从EMC角度看，RC阻尼器通常在EMC上是最好的，但比其他的发热多一些。权衡各方面的利弊，在缓冲器中应谨慎使用感性电阻。 

图5　开关电源电路中需要阻尼 

1.3.3　散热器
　　散热器与集电极或TO247功率器件的漏极之间有50pF的电容，因此可以产生很强的发射。仅仅直接地把散热片连到机壳，这只是把噪声引向大地，很可能不能减小总体发射水平。
　　较好的做法是：把它们连到一恰当的电路结点——一次整流输出端，但要注意安全要求。具有屏蔽作用的绝缘隔离片可以连接到开关管上，把它们屏蔽内层接至一次整流端，散热片要么悬浮要么连到机壳。
　　散热片也可以通过电容连到有危险电压的线上，电容的引线和PCB轨线构成的电感可能会与电容 “谐振”，这可对解决某些特殊频率上的问题特别有效。应该在样机上多次试验，最终找到散热片的最佳安装方法。

1.3.4　整流器件
　　用于一次电源上的整流器和二次整流器，因为其反向电流，可以引起大量的噪声，最好使用快速软开关型号的器件，如图6示。 

图6 快恢复软开关整流器的改进 

1.3.5　磁性元件有关问题及解决方案
　　特别需注意的是电感和变压器的磁路要闭合。例如，用环形或无缝磁芯，环形铁粉芯适合于存储磁能的场合，若在磁环上开缝，则需一个完全短路环来减小寄生泄漏磁场。 
　　初级开关噪声会通过隔离变压器的线圈匝间电容注入到次级，在次级产生共模噪声，这些噪声电流难以滤除，而且由于流过路径较长，便会产生发射现象。
　　一种很有效的技术是将次级地用小电容连接到初级电源线上，从而为这些共模电流提供一条返回路径，但要注意安全，千万别超出安全标准标明的总的泄漏地电流，这个电容也有助于次级滤波器更好的工作。
　　线圈匝间屏蔽（隔离变压器内）可以更有效地抑制次级上感应的初级开关噪声。虽然也曾有过五层以上的屏蔽，但三层屏蔽更常见。靠近初级线圈的屏蔽通常连到一次电源线上，靠近次级线圈的屏蔽经常连到公共输出地（若有的话），中间屏蔽体一般连到机壳。在样机阶段最好反复实验以找到线圈匝间屏蔽的最好的连接方式。
　　以上两项技术也能减小输入端上感应的次级开关噪声。适当大小的输出电感可以将次级交流波形变成半正弦波（图7上半部分），因此可以显著地减小变压器绕组间噪声（直流纹波和噪声）。但这仍将在波形不连续处产生噪声骚扰，比较好的方法采用适当大小的两边绕线的磁性元件，如图7下半部分所示，这里的黑点标志绕线的始端（一般惯例），这样便可在次级得到无噪声的完整正弦波，还能改善直流纹波和噪声，同时也能减小发射。 

图7 用输出电感改善输出噪声 

1.3.6　时钟扩频
　　与数字时钟扩频相似的一项技术，防止发射集中在几个窄带频点，这在开关电源中同样有效，扩频范围经常比1%或2%大很多，有些大功率电源生产商几乎采用白噪声。

1.4 信号通信器件及电路设计

　1.4.1　最好使用非金属导线通信
　　金属电缆通信有许多EMC问题。从EMC方面考虑，最佳通信方式是红外线（如IRDA）或光纤，只要发射机噪声不是很大且接收机有一定的抗扰性（目前金属外壳屏蔽的种类很多）就不会发生问题。
　　使用不含金属的光纤时，可以直接将光纤穿过屏蔽体连接到内部PCB板或电路模块上，而不会破坏屏蔽体的屏蔽效能；然而，金属电缆必须在穿过屏蔽体的地方进行滤波和/或屏蔽搭接。

　1.4.2　金属导线通信技术
　　单端信号通信技术在发射和抗扰度方面的EMC性能都很差，因此仅限于在低频、低数据传输率和短距离场合应用。只要保持PCB所有轨线下的地线面的完整性，同时不通过任何连接器或电缆，这种通信方式就不会有不良影响。因此单一PCB 产品往往是成本最低的。
　　为了获取优质完整信号和EMC特性，高频或远程（有时甚至在线路板上 ）信号需用平衡信号来发送和接收，这将在本节着重讨论。
　　图8是一个优劣对比的例子，该实例中传感器输出的毫伏级信号通过电缆连接到一个放大器上。在第一种连接中，将电缆屏蔽层和零电压点连接起来是不好的，这里使用的“小辫”连接方式也不好，另外电缆屏蔽层仅一端接地同样是不可取的。在宽阔或工业场地中，当电缆屏蔽层两端接地时，会有电缆屏蔽层发热的问题，要解决这个问题应采用在平行地导体（PEC）上铺设通信电缆以使两端等电位的方法，而不能采用将屏蔽层一端悬浮起来的方法来解决。这个PEC可以是接地网状的金属件、电缆管或专门为此目的而铺设的较粗的标准电缆。对电缆铺设方面的EMC技术的进一步讨论超出了本节范围，但IEC61000-5-2是很有用的参考资料。 

图8　通信中的正确与错误连接 

　　对于低频信号（1MHz以下）通信中，出于抗扰度的考虑，采用较高电压是有好处的，但对于10MHz以上的频率，这将引起较强发射，因此应采用较低的电压（例如用于ECL和LVD芯片的电压）。
　　传输线技术对高速模拟或数字信号是必要的，这取决于连接线长度和通信的最高频率（见第5章）。即使是低频信号，在其内部连接采用传输线技术，也将使其抗扰度大大提高。
　　平衡驱动/接收电路在减少发射和改善抗扰度上更为有效，RS485是平衡通信的一个例子。最重要的一点是在整个频率范围内达到良好的平衡输入/输出。使用平衡输入/输出接收/驱动芯片是最基本的方法，但也可用隔离变压器，这还可增加共模抗扰度。
　　为获得最佳的发射和抗扰度性能，采用平衡结构的双绞线或屏蔽双绞电缆是必要的。双绞线中的微小差异（即使是标识绝缘材料的颜料的介电常数）也是相当重要的。
　　平衡是非常重要的，因此在高性能电路中，即使PCB布局本身也要处于物理平衡（镜像）状态，同时务必将平衡线布置在线路板的同一层。平衡所获得的效果用共模抑制比（CMPR）来度量。
　　当用变压器获得电隔离时，其绕组间电容限制了高频时的CMRR。为了在所关心的整个频带内获得连续的良好共模抑制性能，要串联一个共模扼流圈。共模扼流圈一定要贴近电缆或连接器。即使采用平衡输入/输出芯片，其CMRR在较高频率也会降低，因此也需要共模扼流圈。图9说明了这两个例子，这两种方法对任意速率或频带的数字及模拟通信都能改善发射和抗扰度。图10表明如何选择变压器及共模扼流圈，以使所关心的整个频带都具有良好的CMPR。 

图9 性能良好的高速电路实例 

图10 选择磁性器件使全频段内有较高的CMRR

　　对于专业的音频通信网络，信号频率延伸到20Hz或更低，因此隔离变压器需要做得很大，其绕组间巨大的寄生电容使CMPR在1MHz以就下降至0，因此需要更大的共模扼流圈，以保证在100kHz以下的仍有一定的CMRR。很难找到一个在整个频段内都能提供理想的CMPR的共模扼流圈， 因此要解决整个频段内的共模抑制问题可能需要将两个以上的共模扼流圈串联起来。
　　当使用同轴电缆而不用双绞线或屏蔽双绞线时，若EMC和信号完整性受到破坏，图11中所使用的技术将有助于获得最大的改善。 

图11 一些性能较低的通信电路 

　　很多通信仍是低频或低速率的，其信号并非很容易引起发射或受到干扰（例如，进出8位模数转换器的模拟信号就没有12位转换器敏感，事实上16位和更高位的转换器会更敏感）这样的信号经常在多芯电缆中以单根导线传送以节省成本，如图12示（RS232应用的一个例子）。
　　这里一根电缆有N股芯线，最好在电缆每一端通过有N个绕组的共模扼流圈连到电路上，图12表明了一8芯电缆上使用的7绕组共模扼流圈，因为一根芯线按RS232标准连到机壳地。
RS232仅适于短程通信，因为其单端信号在以发射方式辐射能量时，其完整性很快受损。因此，尽管图12（图11底部电路也如是）看似很简单，但单端信号的使用需要注意共模抑制和/或电缆和/或连接器的质量，（电缆、连接器种类和质量在第二章讨论）。
　　使用具有很慢输出沿的驱动信号可大大降低发射程度，另外，标准驱动电路可经过滤波来减少其高频分量。 

图12 低速率数据电路的例子（这是RS232） 

　1.4.3　光隔离器
　　光隔离器对数字信号来说是一项常用的技术，但典型光耦的输入/输出电容大约为1pF,这在10MHz以上的频率范围内阻抗很低，通过与电路阻抗相配合，便破坏了电缆中信号的平衡。
　　如前所述，选择合适的共模扼流圈将恢复高频时的平衡，解决在进行快速前沿信号通信时具有的发射或抗扰度问题，图13是在高速光隔离连接中的一个成功例子。 

图13 高速率光耦 

　　许多低速数据信号中使用光耦，并且经常采用同轴或多芯电缆，多芯电缆中的每一根导线传输一路信号，并有一根公共回流线。这些实例中，只要在接到光耦的每根信号线上串联一个铁氧体磁环就能有效地控制高频干扰。
现在，模拟信号也能通过光耦进行隔离，线性度可达0.1%（例如，用IL300等器件）。 

　1.4.4　外部I/O保护
　　外部I/O电缆完全暴露在电磁环境中。对给定的信号和半导体器件来说，以上各图中EMC性能较好的电路仅需要较少的滤波或保护措施。
　　所有上述的通信电路都可能需要额外的滤波以满足电磁兼容要求。
　　对于ESD、瞬态和浪涌现象，如果图9、图11、.图13各图中的上半部分电路中的隔离变压器或光耦能经受住所施加的电压，则能够提供较好的保护。射频滤波也能对ESD或快速瞬变脉冲提供一定程度的保护作用。
　　以上无隔离变压器或光耦的电路几乎均需用二极管或瞬态抑制器进行过压保护，但在低速数据流或低频时采取有力的滤波措施也能解决问题。对于控制信号，可在紧靠连接器的地方串联10K或100K电阻，然后用100nF或10 nF 的电容接到PCB地线面上，这样对几乎所有电磁干扰都会产生很好的屏障作用，不过这样会使逻辑状态的翻转变得迟缓。
　　数字通信通常需遵循完善的数字协议，以防止数据冲突，因为保护装置只是阻止对半导体器件的物理损坏。
　　在样机电路板上预留布置额外保护性器件的地方，同时要及早测试，以弄清其必要性。

　1.4.5“无地”和“浮地”通信
　　电隔离的另一说法是“无地”和“浮地”，但这些术语常被误解或误用。
　　以上采用隔离变压器或光耦的电路都是“无地”和“浮地”的极好例子，因为在没有电流从通信设备经0V或机壳在TX和RX 间流动。即使电缆屏蔽层两端被连接到机壳上，也是这样。事实上，泄漏电流会流过寄生电容，在CMRR很小时这个电流可意外地达到很大的值。
　　术语“无地”和“浮地”有时也用于电平衡输入或输出，如图9的下半部分电路。尽管CMRR特性较好的电路仍会通过0V或机壳产生低的泄漏，但这种电路并没有进行电隔离，对浪涌更脆弱。电平衡电路也因两导线中某一条不经意接地时产生不稳定现象而引起注意。
　　需要注意的是，实际的隔离效果受到给两边设备供电的电源本身隔离效果的限制。
　　决不能试图通过去掉任意一个设备的保护地来获得“无地"，这样将导致严重人身伤害后果，同时也与必须遵循的几条标准相抵触。若存在“地环路”问题，可用适当的电路和安装技术（比如PEC），但千万别牺牲安全性。
　　最好避免象“无地”和“浮地”之类的术语，代之以简单电路术语陈述实际所需或想要表示的意思。

屏蔽层不能两端端接的情况：
　　在一些场合，明确规定不能通过电缆屏蔽层或其他导体连到设备地，有关设备依然连到电源系统地，但接地系统用特殊方式进行控制。这不利于用低成本获得EMC，屏蔽层仅一端连接将使电路及其导体的平衡更加重要，这对一个给定信号来说，想达到预期的发射及抗扰度特性更困难，而且费用更昂贵。
　　就安全性而言，还要注意表面漏电流和绝缘间距。在较大的设备上，当屏蔽层没有两端端接时，脉冲可在未连接处引起电弧，还可能引发火灾或有毒气体。当脉冲到来时，若人体碰巧触摸屏蔽层和其他设备，人体也能感觉到电流的冲击。很显然，若电缆屏蔽层两端不端接，则会在一些电缆和电路器件上增加额外的电气及EMC压力，使脉冲、瞬变和ESD破坏更容易发生。

　1.4.6　危险区和高度安全通信
　　在正常和异常条件下，需采取特殊的装置限制最大有效功率，有时也需要其它一些限制。由专业化公司制造的这些装置的EMC性能是至关重要的。

　1.4.7　通信协议
　　数字通信数据传输协议对发射和抗扰度来说是极其重要的，购买执行这些协议的芯片比自己研制好得多。一般的协议简单明了，但却不利于EMC。执行CAN 、MIL—5TD—1553、LONWORKS等协议的芯片内凝聚了数百个人年的干扰抑制经验，任何一个普通的工程组都不能与之相比，因此多花点钱购买现成的产品是值得的。本章不进一步讨论协议的具体内容。

　1.5　无源器件的选择
　　所有的无源器件都包含寄生电阻，电容和电感。在高频及EMC问题容易发生的高频段，这些寄生参数经常占主导地位，并使器件功能彻底发生变化。例如，在高频，碳膜电阻或者变成电容（由于大约0.2PF的旁路电容C），或者变成电感（由于引线自感和螺线），这二者甚至会谐振，从而使结果变得更为复杂；线绕电阻在几干赫兹以上是无用的，而1kΩ以下的碳膜电阻直到几百兆赫兹仍保持其电阻性。
　　电容由于其内部结构和其外引线自感的影响会发生谐振，超过第一个谐振频率点后，就呈现显著的感抗。
　　从EMC角度，表贴元件是首选器件，因为其寄生参数小得多，而且能在直到很高的频率提供令人满意的参数。比如，表贴电阻（1k(以下）在1GHz时仍保持电阻性。对器件的限制还有功率（尤其是对付浪涌的）、dv/dt承受能力（若dv/dt值过大，固体钽电容就会短路），di/dt承受能力等。严重的温度系数也会影响无源器件，必要时要降额使用。
　　对电容而言，陶瓷介质常具有最好的高频率特性，所以表贴陶瓷电容往往是最好的。有些陶瓷介质具有很大的温度或电压系数，但COG或NPO材料没有温度及电压系数可言，是性能非常稳定的高质量高频率电容器。但当容量大于1nF时，其外形比较大，且比其它介质的陶瓷电容贵得多。
　　SMD元件较有引线的元件的功率标称值低，但由于大功率往往发生在较低频率，在这些地方还是可以使用引脚元件的。磁性元件应具有闭合磁路，这已在上面提到过，这对抗扰度和发射都是重要的。若不可完全避免（收音机磁性天线是什么形状？），使用棒状磁芯扼流圈和电感时必须倍加小心。即使用在线性电源中的电源变压器，在把级间屏蔽层接至保护地时，也可以有较好的EMC特性。
　　无源器件的所有这些非理想性，使滤波器设计比教科书中介绍的电路复杂得多，而且没有仿真分析工具可用。当将无源器件在高频下使用时，（例如，将高达1GHz的干扰电流耦合至地平面），了解所有的寄生参数是十分有用的，通过简单的累加可以推断其影响。合格器件的生产厂商向用户提供了产品有关的寄生数据，有时甚至还提供宽频带范围的阻抗特性（这些常常揭示出器件自身的谐振）。
　　有些无源器件需安全评定，尤其是连到危险电压上的所有器件，交流电源通常是最严重的。最好只使用符合安全标准且印有其识别标志（SEMKO、DEMKO、VDE、UL、CSA等等）的元件。但元件上的标识符号并不意味什么，更好的办法是给符合安全标准的元件取得全部测试认证的一份副本，同时检查应注意的一切现象。
　　如果在高速信号的场合或要满足EMC的场合使用寄生参数未知的无源器件，可能要进行多次设计，并推迟产品推上市场的时间。 

 2 电缆都是天线

 2.1 频谱利用及潜在的干扰
　　图14给出了日常生活中常用的频率范围，包括交流电源频率、音频、长、中、短波收音机占有的频段、调频及电视广播、蜂窝电话常用的900MHz及1.8GHz。但实际的频谱远比这拥挤得多，9KHz以上的频段几乎都被用于特定的场合。随着微波技术广泛应用于日常生活，该图中所示的频率也很快将扩展至10GHz（甚至100GHz）。
　　图15在图14上覆盖了一些大家不太熟悉的频谱，这些频谱是普通电气及电子设备所发射的。

图14 日常生活中使用的频率 

图15 叠加我们产生的干扰后的频谱 

　　交流电源整流器件在基频至相当高的谐波频率范围内均可发射开关噪声，具体情况取决于这些器件的功率。5千伏安左右的电源（线性或开关模式）由于其50或60Hz桥式整流所产生的开关噪声，通常在数MHz频率以下不能满足传导发射的限制要求。可控硅直流电机驱动装置及交流移相控制系统所产生的噪声也大致如此。这些噪声极易干扰中长波和部分短波广播。
　　开关电源的工作基频一般在2kHz至500kHz之间。开关电源在其工作频率1000倍的频率处仍具有很强的发射是常见的。图15给出了个人计算机中常用的频率为70kHz的开关电源的发射频谱。这将干扰包括调频广播在内的广播通信。图15中还给出了由16MHz时钟微处理器或微控制器产生的典型发射频谱。这些器件的发射通常会在200MHz甚至更高的频率超过发射极限值。目前，由于个人计算机采用400MHz甚至1GHz以上的时钟频率，因此数字技术必然会对高端频谱产生干扰。
　　之所以会发生以上各种现象，是因为所有导体都是天线。它们把传输的电能转变成电磁场，然后泄漏到广阔的环境中。同时，它们也能把其周围的电磁场转变成传导电信号。这是放之四海而皆准的真理。因此，导体是信号产生辐射发射的主要原因，也是外来场使信号受到污染的原因（敏感度和抗扰度）。

　2.2 导体的泄漏与天线效应
　　电场（E）由导体上的电压产生，磁场（M）由环路中流动的电流产生。导体上的各种电信号均可产生磁场和电场，因此，所有导体都可将其上的电信号泄漏至外部环境中，同时也将外部场导入信号中。
　　在远大于所关心频率的波长（λ）的1/6处，电场和磁场汇合成包含电场和磁场的完整电磁场（平面波）。例如：对于30MHz，平面波的转折点在1.5m；对于300MHz，平面波的转折点在150m；对于900MHz，平面波的转折点在50m。因此随着频率的增加，仅仅把导体视为电场或磁场的发射和接收器是不够的，如图16示。 

图16 电场和磁场随着距离增加变为电磁场 

　　随频率增加的另一个效应是：当波长（λ）与导体的长度比拟时，会发生谐振。这时信号几乎可以100%转换成电磁场（或反之）。例如，标准的振子天线仅是一段导线，但当其长度为信号波长的1/4时，便是一个将信号转变成场的极好的转换器。
　　虽然这是一个很简单的事实，但对于使用电缆及连接器的技术人员而言，认识到所有的导体都是谐振天线这一点很重要。 显然，我们希望它们都是效率很低的天线。如果假定导体是一个振子天线（很适合我们的目的），我们就可以利用图17来帮助我们分析。 

图17 电缆长度与天线效率 

　　图17的纵轴表示导体长度（单位：米），为了便于观察，将图15的频谱复制出来。最右边的斜线给出了导体成为理想天线时导体的长度与频率的关系。
　　很明显，在常用的频段内，即使很短的导体也能产生发射和抗扰度问题。可以看到，在100MHz处，1米长的导体就是很有效的天线，在1GHz处，100mm的导体就成为很好的天线。这个简单的事实就是使EMC被称为“黑色艺术”的主要原因。
　　前几年， 日常生活中广泛使用的频率都较低，典型的电缆不能成为很有效的天线，这就是为什么电气配线“惯例”趋于过时的原因。
　　图17中，中间的斜线表示虽然导体没有成为高效的天线，但仍有可能引起问题的导体长度。左边的斜线表示导体的长度极短，其天线效应可忽略的情况（特别严格的产品除外）。有人说：“没问题，我已经接地了”，你听这话多少次了？在EMC业界人士中，射频是色盲是经常的笑话。因此不能将传输射频信号的黄/绿色导线（美国标准中规定安全地线为黄/绿色）想象成很好的地，并且，所有用于接地的导体也都是天线。

　2.3 所有电缆受其固有电阻、电容、电感影响
　　暂时不考虑场和天线的作用，先看下面几个简单的例子。这些例子可以说明：在常用的频率范围内，与理想状态微小的偏差也会导致导体上所传输的信号出现问题。
　　*　直径1mm的导线，在160MHz时，其电阻是直流状态时的50倍还要多，这是趋肤效应的结果，迫使67%的电流在该频率处流动于导体最外层5微米厚度范围内。
　　*　长度为25 mm，直径为1 mm的导线具有大约1pF左右的寄生电容。这听起来似乎微不足道，但在176MHz时呈现大约1kΩ的负载作用。若这根25 mm长的导线在自由空间中，由理想的峰-峰电压为5V、频率为16MHz的方波信号驱动，则在16MHz的十一次谐波处，仅驱动这根导线就要0.45mA的电流。
　　*　连接器中的引脚长度大约为10mm，直径为1 mm，这根导体具有大约10nH左右的自感。这听起来也是微不足道的，但当通过它向母板总线传输16MHz的方波信号时，若驱动电流为40mA，则连接器针上的电压跌落大约在40mV左右，足以引起严重的信号完整性和/或EMC方面的问题。
　　*　1米长的导线具有大约1μH左右的电感，当把它用于建筑物的接地网络时，便会阻碍浪涌保护装置的正常工作。
　　*　滤波器的100 mm长的地线的自感可达100nH，当频率超过5MHz时，会导致滤波器失效。
　　*　4米长的屏蔽电缆，如果其屏蔽层以长度为25mm“小辫”方式端接，则在30MHz以上的频率就会使电缆屏蔽层失去作用。
　　经验数据：对于直径2 mm以下的导线，其寄生电容和电感分别是：1pF / 英寸和1 nH/毫米（对不起没有统一单位，但这更容易记忆）。其简单的算术关系式如下： 

　2.4 避免使用导体 
　　以上的种种分析表明：随着频率升高，电缆的问题越来越多。用它来完整地传输信号和防止它产生泄漏越来越困难。
　　即使对诸如音频之类的低频信号，电缆也开始呈现越来越多的问题。由于所有的半导体器件在直到数百MHz的频段（即使象LM324之类的低速运放）内都具有晶体检波器的特性，所以电缆天线效应会使音频信号不知不觉地受到污染。
　　因此，从以最经济的手段满足EMC要求的角度来说，最好彻底避免金属电缆和连接器。可以使用非金属导线进行通信，目前已经有许多类似的产品出现，包括：
　　*　光纤（更适宜非金属导线场合）
　　*　无线通信（例如：Bluetooth；局域网）
　　*　红外（例如：IrDA）
　　*　自由空间微波和激光通信（例如：两建筑物之间）
 　2.5 电缆隔离和布局
　　电缆安装规则不是本书所讨论范围，但产品设计人员需要了解这些规则，以设计产品的外部连接。下面简单概述一下标准IEC61000-5-2：1997和其它一些标准中关于信息设备和远程通信设备安装方面的建议。
　A. 所有建筑物要按照BS6651 附录 C的规定或等价的标准安装雷电保护系统，至少将其内部搭接网络与大地连接起来。在建筑物中，所有钢材、金属件、电缆输送管、导管、设备机壳、接地导体应交叉搭接，形成三维搭接网络，搭接网格尺寸不得大于4米。
　B. 将电源电缆和信号电缆从最敏感到噪声最强至少分成“四级”。
　C. 设备单元之间的电缆在单一路径上分布（因此要求设备具有单一的连接面板），但在不同电缆之间应至少保留最低间隙。
　D. 只要没有设备厂家的明文禁止，都应该将电缆屏蔽层两端3600端接至设备屏蔽壳上。
　E. 将所有电缆贴近构成地线网格的导体或金属件分布，防止过多的屏蔽层电流。
　F. 当没有建筑网格地时，可采用电缆托架、电缆输送管、导管等来代替，要是这些都没有，可采取较粗的接地导体，用它构成平行地导体（PEC）。PEC必须两端搭接到设备机壳地，同时信号电缆要沿着它布置。
　　隔离的需求、PEC、屏蔽层两端搭接都会影响互联电缆面板布局的设计、连接器种类选择、搭接重型PEC方法等因素。图18给出了用屏蔽电缆和非屏蔽电缆将屏蔽壳体连接起来的技术。 

图18 安装屏蔽机箱时的正确方法 

　　对于设备之间较短的连接（比如微机主机与显示器、打印机和调制解调器之间的连接），假如所有的互联设备均由同一电源线供电，并且所有连至建筑物其它部分的长电缆（比如网络电缆）全部被电隔离（例如以太网），则仅上面D项的要求（屏蔽电缆屏蔽层两端与屏蔽机箱3600端接）是必须的。对家庭高保真音响及家庭影院系统来说，这些屏蔽搭接技术也是不可缺少的。然而，A项也经常方便地用来保护这些设备免受雷电带来的损害。 

 2.6 选择最优电缆

 2.6.1 传输线
　　传输线技术可以防止电缆成为谐振天线。
　　当信号电流环路的发送和回流导线靠得很近时，就会产生强烈的耦合，其互电容和互电感的组合构成了特性阻抗： 

　　式中：L和C分别表示每单位长度（所关心的最高频率处的波长的分数）的电感和电容。对电缆和连接器来说，Z0可以计算出来，（对PCB走线也能算出，见本书第5章）
　　当Z0在互联电缆的全长上都保持恒定，且驱动和/或输出阻抗（源端和负载端）与Z0匹配时，就形成了受控阻抗的传输线，这种传输线不会发生谐振。导线的固有电感与电容也不会带来太多问题。这就是为什么射频和所有ＥＭＣ测试设备均用50传输线电缆及连接器的原因，同时也是高速和/或远程数据总线和串行通信线路也采用传输线的原因（通常阻抗在50——120之间）。
　　世界上没有十全十美的事情，即使电缆不谐振，并且是最好的传输线，轻微的泄漏依然是存在的。另外，在铺设电缆过程中，由于弯折、形变、捆扎、挤压、反复屈伸、损坏或与不适当的连接器配合使用，会引起阻抗Z0的变化，从而进一步使传输线性能降低（使泄漏增加）。
　　不幸的是：在目前的高频范围内，制造优质的传输线电缆互连线的成本是相当高的。例如，微波测试设备使用的柔韧电缆，价格高达每米数百英镑。这就是GHz以太网采用非屏蔽双绞线的原因。这必须采用复杂的数字信号处理算法以减小数据传输率并进行随机扩展，且这需要四对线。因此，尽管传输线的性能非常好，它并不是解决电缆高频问题的万能手段。

 2.6.2 设备内部和外部连线的EMC考虑 
　　在设备内部，如果其屏蔽体及外部电缆的屏蔽和滤波都很好的话，几乎任何一种类型的导线和电缆都可使用，尽管信号的完整性将受到一定程度的损坏。这里的问题就是对于高性能数字或模拟电子设备，对其进行屏蔽和滤波的成本将是很高的，而使用昂贵的内部电缆反而要经济得多。
　　最经济的方法是尽量避免在设备内使用互联电缆，使所有非光纤信号通过互插在一起的PCB走线传输（最好是单块PCB，即使通过柔性线路板连接也不是很理想）。为了达到这个目的，PCB需按照第5章介绍的方法来进行设计，使PCB的一面专门作为一个地线面。这一般都能减少屏蔽和滤波带来的额外的成本，最大程度地降低产品成本，同时还因为这样做能保持信号的完整性，所以还能够减少反复开发试验的次数。
　　在设备外部，不管是数字产品还是模拟产品，包含单线信号的非屏蔽电缆问题很大。对数字信号进行滤波也不能使发射减少很多，因为单线驱动会在信号自身频率处产生大量的共模电流，从而使产品不能通过传导或辐射发射的测试，具体情况取决于信号频率。不论何种滤波措施，都将或多或少地影响信号，这是其不利的一面。
　　对低频模拟信号而言，采取滤波技术是很有效的，但在精度高于±0.05%（12位）时，滤波的成本及其电路板的面积将迅速增加。当然，滤波器不能去除带内干扰（比如电源线的交流声），但设计很好的平衡通信系统很容易能将其削除。

 2.6.3 双馈送导线
　　当不使用传输线时，总可以用双导线。在与发送路径尽可能近的地方为回流电流提供一个专门的馈送通路(不经过任何地或屏蔽层)。即使用单线传输信号时，将所有回馈导线均接至一公共参考电位，也能起到一定的作用。由于磁通补偿效应，回流电流在最接近发送导线路径中流动，而不会选择其它电流路径。利用此现象，可以使电缆中场模式恒定，同时也能减小电场和磁场的泄漏。图19给出了基本原理，这在实践中有广泛的应用。 

图19 导体的布置 

　　图19表示的是一对电源线，其中一条线上装有开关，但同样的原理也适合于信号线。在最高频率处，要使电路仍能很好的工作，整个电流回路上的发送和返回导线的间距是至关重要的，决不要死套EMC原则。
　　含有大量单线传输（即，以0V为参考点）信号的扁平电缆对EMC和信号完整性来说是很不理想的。但对其屏蔽会导致僵硬、体积增大。建议在高档的电缆组件中应避免这种电缆。
　　在扁平电缆中采用双馈送导线技术可以显著地改善其EMC特性，按下面顺序来布置导线是最好的：
　　　回流线，信号线，回流线，信号线，回流线，...

经常建议采用但效果稍差的另一种办法是：
　　　回流线，信号线，信号线，回流线，信号线，信号线，回流线，...

　　在源端的扁平电缆上装上扁平铁氧体磁环（共模扼流圈）通常可以显著改善其性能，因为，在高频时，导线对就如同由一个平衡的源驱动一般。当然如能使用适当的平衡驱动/接收电路就更好了。
　　双绞线对比平行导线对要好得多。还可以使用扭绞三芯线，扭绞四芯线等，使所有的信号发送和返回路径靠近。
　　在电源电缆中，极力推荐使用绞线：在一条电缆中，将所有的相线和零线组合并扭绞起来（单相有两根，三相有三根，三相加零线则有四根），这样能大大减小电源线磁场的发射。由电源线产生的磁场会分布在建筑物的整体面积中，这会对基于CRT原理的VDU监视器造成影响。
　　使用平衡电路和共模扼流圈的双绞线对高达数十MHz的信号都是有效的的信号都是有效的，实际效果取决于电路的“平衡状态”、电缆和连接器。任何电路的不平衡性会使有用的信号转变成无用的共模电流，并以场的形式泄漏掉。仅仅几微安的共模电流就足以使发射试验失败。扭绞紧密且相当标准的绞线对可使电缆在更高频率时具有较好的效果。
　　有许多种类的双绞线可供选用，有的作为传输线用（明确规定特性阻抗Z0）。但双绞线技术不适于群端接。所谓的“麻花扁平”电缆由多组双绞线在一起构成一根带状电缆，但使用群端接连接器时，会有大约100mm左右长的平行导体，这会使EMC性能受到影响。