1. EMI 基础概念：电磁兼容、分类、单位与限值
大家好，我是老赵。做硬件这么多年，我发现很多新人一上来就跟我抱怨：“板子又没通过辐射测试，怎么办？” 其实，很多问题出在基础没打牢。今天咱们就先把 EMI 的底子彻底捋一遍。你想想看，连“敌人”长什么样都不知道，怎么去整改呢？
1.1 电磁兼容到底在说什么？
电磁兼容，也就是 EMC（Electromagnetic Compatibility）。说白了，就是两件事：设备自己别乱发干扰，同时也不怕别人发干扰。
官方定义很绕嘴：“设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰。” 我习惯把它拆成两个词：
- EMI（电磁干扰） —— 你设备发出去的干扰。咱们这门课主要就是治它。
- EMS（电磁抗扰度） —— 你设备扛得住外面干扰的能力。今天先不展开。
举个例子。我去年帮客户整改过一个医疗电源，板子本身功能没问题，但一放到隔壁实验室的射频仪器旁边，仪器就乱跳。这就是 EMI 没控好——它自己发出的噪声把别人带沟里了。反过来，那个电源要是放在工厂电机旁边自己死机了，那就是 EMS 不行。
一句话记牢： EMC = EMI（管住你的嘴）+ EMS（捂好自己的耳朵）。
1.2 EMI 分类：辐射 vs 传导
EMI 按照传播路径，就两种：辐射发射（RE） 和 传导发射（CE）。这俩是 EMI 整改的“哼哈二将”，几乎所有的测试超标都逃不出它们。
我直接给你画个图吧——
上面这个图，我建议你存下来。以后拿到测试报告，第一眼就看清楚是 RE 超标还是 CE 超标——方向错了，整改白干。
辐射发射（Radiated Emission）
就是干扰能量通过空间以电磁波形式传出。频率通常 ≥30 MHz（民用标准是这样，汽车电子可能更低）。设备内部的时钟、高频数字信号、开关电源的谐波都是常见“天线”。我在项目中见过一个典型情况：一块四层板的 MCU 板，晶振下方没铺地，结果 80 MHz 的倍频统统往上飙——这就是典型的辐射超标。
传导发射（Conducted Emission）
干扰沿着电源线或信号线往外跑。频率通常 150 kHz ~ 30 MHz。开关 MOSFET 的开关沿、二极管反向恢复电流，往往导致传导超标。记得有一次，一个适配器在 500 kHz 附近超了 8 dBμV，我剥开 Y 电容一看——容量选小了，换成 2200 pF 直接压下去。
我的判断口诀： 高频（>30 MHz）找空间路径（辐射），低频（<30 MHz）找线缆路径（传导）。当然，实际测试中经常两者同时存在。
1.3 单位与限值标准——别被数字唬住
做 EMI 整改，你每天都会跟这些单位打交道：dBμV、dBμV/m、dBpW…… 很多新人一看就晕。其实说白了，就是换了个马甲的对数坐标。
我习惯这样理解：dBμV = 20 × log₁₀(电压值 / 1 μV)。为什么不用毫伏、伏特？因为干扰信号的动态范围太大了——从几微伏到几伏，你用线性坐标根本画不下。dB 就把倍数关系变成加减法，方便多了。
| 符号 | 含义 | 应用场景 |
|---|---|---|
| dBμV | 以 1 μV 为参考的电压对数比 | 传导发射测量（LISN 输出端口） |
| dBμV/m | 以 1 μV/m 为参考的电场强度对数比 | 辐射发射测量（天线接收） |
| dBpW | 以 1 pW 为参考的功率对数比 | 辐射功率测量（某些标准如 CISPR 22） |
限值标准嘛，全世界三大流派：
- CISPR（国际无线电干扰特别委员会） —— 欧洲、中国、日本都跟这个走。比如 CISPR 32（多媒体设备）、CISPR 25（汽车电子）。
- FCC（美国联邦通信委员会） —— 美国市场看这个。FCC Part 15 是经典中的经典。
- GB（中国国家标准） —— 基本等效 CISPR，但细节上有微调。
举个例子： 对于 Class B（家用环境）的传导发射限值，CISPR 32 要求 0.15~0.5 MHz 准峰值 ≤ 56~46 dBμV（随频率线性下降）。你拿到的测试报告上会有曲线图，准峰值（QP）和平均值（AV）两线都不能超。
1.4 避坑指南——我踩过的坑，你别再踩
我曾经遇到一个团队，产品做 CE 认证，自己预先在实验室摸底，传导发射在全频段都低于限值 3 dB 以上，以为稳了。结果送第三方一测，150 kHz 处超标 6 dB。为什么？
- 他们自己的实验室用了普通电源滤波器代替 LISN（线路阻抗稳定网络）。
- LISN 提供了标准化的 50 Ω 阻抗，而普通滤波器阻抗随频率乱变，测出的结果根本不能作数。
所以我的建议： 摸底也要用合规的 LISN，别省这点钱。
1.5 限值标准怎么查？
很多新手拿到标准文档就犯愁，几百页。我一般只看这几个核心表：
- 辐射发射限值表（通常在标准附录里，比如 CISPR 32 表 A.1）—— 注意区分 Class A（工业）和 Class B（家用）。
- 传导发射限值表（比如 CISPR 32 表 A.2）—— 频率分段、QP 和 AV 限值。
- 测试布置图—— 天线距离（3 m / 10 m），设备摆放高度等。这些不对，数据就是白测。
你问我要不要背下来？不用。现场带张备忘卡就行了。我习惯在手机里存一份快速对照图：
快速记忆： 家用（Class B）比工业（Class A）严 6~10 dB；3 m 法比 10 m 法测得的电场强度换算关系是 E₃ = E₁₀ × (10/3)。因为自由空间场强与距离成反比，所以 3 m 法限值 = 10 m 法限值 + 10.46 dB（实际标准中各有单独限值，别混用）。
1.6 这一章你该带走什么？
- EMC = EMI（干扰）+ EMS（抗扰）。咱们这门课专注于 EMI 整改。
- 干扰就两条路：辐射（空间）和传导（线缆）。测之前先判断是哪条路。
- 单位 dBμV/dBμV/m 不要怕，就是对数坐标下的电压/场强。
- 限值标准三大家：CISPR、FCC、GB，用之前对号入座。
- 测试环境必须用合规设备（LISN、天线系数校正），不然摸底就是摸石头过河——全凭运气。