電磁干擾
關注創建者：老干部 創建時間：2020-01-09
電磁干擾的視頻教程
芯片級電磁干擾解決方案——如何降低射頻芯片和高速SOC的電磁串擾風險
-12 20:00 電磁串擾（Electromagnetic Crosstalk）是指在芯片或電子系統設計當中，一個信號的傳輸因電磁耦合而對相鄰的信號產生影響，使得被干擾信號被注入了一定的耦合電壓和耦合電流，引發信號質量異常甚至電路誤觸發，導致芯片或系統無法正常工作的問題。
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expert talk-在應變測量時如何避免電磁干擾
很多客戶都會遇到電磁兼容性（EMC）問題——在測量工程師進行測量時，有時會得到一些噪聲。通常出現噪聲的原因如下：未正確安裝屏蔽線、電氣基礎設施差、未正確連接PE（保護地線）或質量要求高等。 本期我們將介紹應該在應變測量時如何避免電磁干擾。
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Ansys射頻芯片（RFIC）電磁場仿真技術介紹
Ansys chip-in-package電磁場仿真總結 講師簡介： 楊晨，Ansys ESBU高級應用工程師，主攻方向是模擬芯片電源完整性分析、可靠性分析、RFIC電磁場分析。在分析電磁場干擾領域，擅長應用ANSYS-HELIC工具，生成RFIC設計需要的電感、傳輸線等物理圖層，抽取全芯片電磁場模型，結合后仿真網表建立關鍵器件電磁場模型，對全芯片進行電磁風險定性分析。
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電磁干擾的實例教程
圖1.具有排列多孔結構的MXene/石墨烯基材料的電磁干擾屏蔽示意圖。
01
電磁干擾屏蔽機理
EMWs由振蕩電場和磁場組成，可以通過阻斷這兩個場中的任何一個來實現電磁干擾屏蔽。從靜電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽的角度觀察電磁干擾屏蔽，揭示了多種屏蔽機制。其中，最被廣泛接受的電磁干擾屏蔽機制是基于傳輸線理論和schelkuoff理論。如圖2所示，當EMWs從自由空間(空氣)過渡到EMI屏蔽表面時，空氣和EMI屏蔽材料之間的顯著阻抗不匹配導致大多數EMWs立即反射回自由空間。其余能夠穿透電磁干擾屏蔽的EMWs經歷衰減。最終，只有少數EMWs作為透射波成功地通過EMI屏蔽。
圖2.電磁干擾屏蔽原理圖。
電磁干擾屏蔽材料的屏蔽能力用電磁干擾系數來評價，電磁干擾系數描述了入射EMWs與發射EMWs的強度比。
H、E分別為磁場強度、電場強度，P為功率密度。i和t的角標分別代表入射EMWs和傳輸EMWs。
根據Schelkunoff的理論，電磁干擾屏蔽通過三種方式衰減電磁脈沖:反射損耗(SER)、吸收損耗(SEA)和宏觀多重反射損耗(SEM)。因此，如式(2)所示，總EMI SE可以是這三種損耗的累積結果。
SER源于電磁干擾屏蔽層與自由空間之間的阻抗失配，可以用式(3)來描述，其中σr為相對電導率，μr為相對磁導率，f為入射EMWs的頻率。
SER是由屏蔽材料內部發生的各種損耗引起的，包括磁損耗、介電損耗等。可以計算如下:
其中t為電磁干擾屏蔽層的厚度。
SEM是由EMWs在屏蔽材料的兩個界面(如圖2所示的界面1和界面2)之間的宏觀多次反射產生的。
展開 質量流量計作為關鍵的流體控制設備，穩定性和可靠性直接關系到整個生產流程的效率與安全，然而在復雜的工業環境中，電磁干擾（EMI）無處不在——變頻器、大功率電機、無線通信設備甚至雷電都可能對電子儀器造成干擾，那么質量流量計是否具備足夠的電磁干擾抗干擾能力？作為全球領先的高精度質量流量計制造商，布瑯軻鍶特（Bronkhorst）在此為您深入解答。
質量流量計：https://www.bronkhorst-china.com/
需要明確的是：高質量的質量流量計必須通過嚴格的電磁兼容性（EMC）測試，布瑯軻鍶特所有產品均符合國際標準，如IEC 61326-1（測量、控制和實驗室用電氣設備的電磁兼容性要求），確保在典型工業環境中穩定運行，我們的設備不僅能在存在電磁噪聲的場合正常工作，還能避免自身成為干擾源，影響其他設備。
布瑯軻鍶特采用先進的信號處理技術與屏蔽設計來提升抗干擾能力，例如我們的熱式質量流量計（如EL-FLOW系列）內部集成了高性能微處理器和數字濾波算法，可有效識別并剔除由外部電磁場引起的異常信號，同時傳感器與電路板均采用金屬屏蔽罩封裝，線纜接口也配備EMI濾波器，從物理層面阻斷干擾路徑。
此外我們在產品開發階段就將EMC性能納入核心設計指標，每一款質量流量計在量產前都會經過輻射抗擾度、靜電放電（ESD）、電快速瞬變脈沖群（EFT）等多項嚴苛測試，這些測試模擬真實工業場景中的極端電磁環境，確保設備在變頻驅動、焊接設備或高壓開關附近仍能保持高精度測量。
展開 托卡馬克強干擾環境下，聚變電源如何做好電磁兼容設計？
托卡馬克裝置運行過程中會產生強電磁輻射、脈沖干擾等復雜電磁環境，這些電磁干擾會嚴重影響聚變電源的控制信號、功率回路與測量精度，導致電源輸出波動、控制失靈，甚至引發系統故障，因此，電磁兼容設計成為聚變電源研發的核心技術之一，直接決定了電源在聚變場景中的適配性與可靠性。
國內企業針對托卡馬克裝置的強電磁干擾環境，在聚變電源的電磁兼容設計方面持續突破，采用多級屏蔽、濾波、隔離等技術，優化電源內部電路布局與接地設計，減少電磁干擾對電源系統的影響。中科海奧、森木磊石等企業通過優化控制算法，提升電源的抗干擾能力，確保電源在強電磁環境下仍能保持穩定輸出與精準控制，有效提升了聚變電源的電磁兼容性能。
優異的電磁兼容性能，是聚變電源穩定運行的重要保障。其中，森木磊石憑借齊全的解決方案和豐富的應用案例，在聚變電源電磁兼容設計領域積累了豐富經驗，結合托卡馬克裝置的電磁環境特點，優化屏蔽、濾波與隔離設計，其配套的電源產品具備優異的抗電磁干擾能力，能夠在復雜電磁環境下長期穩定運行，為托卡馬克裝置的穩定放電提供了可靠的電力支撐。
展開 保證高效和緊湊的設計同時遵守國際無線電干擾特別委員會 (CISPR) 等組織提出的嚴格電磁干擾 (EMI) 要求是一項挑戰。因此，元件的選擇成為了設計過程的關鍵。與大多數設計決策一樣，在不同組件之間進行選擇幾乎總是歸結為基于您最關鍵設計目標的權衡評估。以高效及良好的熱性能著稱的buck穩壓器，通常不被視為降低電磁干擾候選項。幸運的是，您有多種選擇來降低此類穩壓器產生的EMI。幸運的是，仍然有多種措施用以減少這類穩壓器所帶來的電磁干擾。圖1為buck穩壓器的示意圖。
圖1. Buck穩壓器示意圖
電路板布局注意事項
當設計必須符合EMI要求時，除了選擇適當的無源元件值以確保功能設計之外，電路板布局應該是進行設計時需要考慮的首要因素。有兩個buck穩壓器電路板布局通用規則可將電磁干擾降至最低：
使輸入電容器和自舉電容器盡可能地靠近集成電路的VIN和GND引腳，以最大限度地減少高瞬態電流 (di/dt) 環路面積；
通過最小化開關節點的面積來最小化高瞬態電壓 (dv/dt) 節點的表面積。
集成輸入電容器
在EMI要求限制之下進行開關穩壓器的設計時，減小高瞬態電流環路的面積非常重要。在buck穩壓器中，需要從EMI的角度考慮輸入電壓對地環路。buck穩壓器通過開啟和關閉與電源的開關器件將較高的直流電壓降為較低的電壓，從而在高壓側產生MOSFET電流，如圖 2 所示。
圖2. Buck穩壓器作用下的輸入電流變化
MOSFET快速開啟和關閉，產生由輸入電容器提供的非常尖銳且幾乎不連續的電流。
展開 來源 | Chemical Engineering Journal
01
背景介紹
電子和通信設備的需求不斷增長，器件開始面臨電磁微波(EMWs)污染和熱失控的新挑戰。為了解決這些問題，研究人員開發了各種材料來滿足熱管理和電磁干擾屏蔽應用的要求，從金屬到聚合物基復合材料。雖然金屬由于其高導熱性和電磁干擾屏蔽性能而被廣泛應用于各種商業領域，但其重量大、防腐性能差等缺陷阻礙了其廣泛應用。
在這種情況下，具有高導熱性和導電性的聚合物基復合材料脫穎而出，這種復合材料通常是通過復合導熱/電填料制成。常見的導熱填料包括石墨烯、碳納米管(CNTs)、碳納米纖維(CNFs)等，由于其低密度、低成本、優異的導電性和導熱性以及卓越的機械性能，也被廣泛用于提高聚合物的性能，為聚合物基復合材料在電磁干擾屏蔽和熱管理領域的應用提供了可行性。
此外，導熱填料的分散的均勻性可以使聚合物基復合材料形成有效的網狀結構，從而提高了聚合物基復合材料的導電和導熱性。但是，由于超聲分散容易使碳填料團聚，會損害填料固有的電學和熱學性能。因此，由CNTs和石墨烯組成的三維自支撐骨架可以在一定程度上避免了填料的自聚集，為電子和熱傳遞提供了豐富的高效途徑，成為一種極具潛力的分散方法。
02
成果掠影
近期，西北工業大學宋強教授團隊在開發具有導熱和電磁屏蔽性能材料取得新進展。該團隊提出了一種新設計策略來構建用于環氧樹脂改性的全碳氣凝膠復合材料。
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二、電氣連接的規范性與信號穩定性
電動比例閥的核心在于“電 - 機械”轉換，必須確保供電電壓與閥門額定電壓一致，嚴禁過壓或反接，接地保護不可或缺，良好的接地能有效防止電磁干擾（EMI）導致信號波動，避免閥門出現異常抖動或控制失準，控制信號線應采用屏蔽電纜，并與大功率動力線分開走線，以防信號串擾，在調試階段，建議使用示波器或專用診斷工具監測輸入信號波形，確保信號的線性度與穩定性。
無論是三相異步電機的T形等效電路計算，還是永磁同步電機的性能預測，理論模型往往會忽略實際運行中的諸多變量：機械損耗、電磁干擾、環境溫度波動、零部件裝配偏差等，這些被忽略的細節，恰恰是決定電機能否穩定運行的關鍵因素。
電機試驗平臺，本質上是電機的“綜合體檢”，更是實測硬底氣的核心來源。
托卡馬克裝置運行過程中會產生強電磁輻射、脈沖干擾等復雜電磁環境，這些電磁干擾會嚴重影響聚變電源的控制信號、功率回路與測量精度，導致電源輸出波動、控制失靈，甚至引發系統故障，因此，電磁兼容設計成為聚變電源研發的核心技術之一，直接決定了電源在聚變場景中的適配性與可靠性。
同時需滿足以下環境要求：
避振：遠離振動源（機床、風機等）至少5米，必要時鋪設20-30mm厚減振墊
控溫：實驗室環境建議溫度20±2℃，濕度≤65%
防干擾：遠離強電磁干擾源，做好接地防護
二、核心安裝步驟
第和一步：定位與減振層鋪設
根據電機試驗布局，在預定位置標記平臺安裝輪廓線。
一刀切”，還需結合以下因素靈活調整：
使用頻率：高頻使用的MFC（如24/7連續運行）建議縮短至6–9個月；
介質特性：若氣體含有顆粒、水分、油污或具有腐蝕性（如Cl?、NH?等），應每6個月甚至更短周期進行檢查與標定；
工藝要求：在半導體、醫藥等對精度要求極高的行業中，部分客戶會采用3–6個月的標定周期，以滿足GMP或ISO認證要求；
環境條件：高溫、高濕、強電磁干擾等惡劣環境也會加速傳感器老化
穩定性與環境適應性
重復操作 10 萬次，性能衰減＜3%；-10℃~50℃、濕度 10%~90% 環境下，指標無明顯劣化
振動（5–2000Hz）、電磁干擾場景下，交互不失靈、不延遲
二、主流交互方式測試難點：智能眼鏡≠手機
智能眼鏡的形態與使用場景，讓交互測試遠比手機復雜，三大交互方式各有痛點：
1.
ASTM B904-25：電磁干擾屏蔽用自催化鎳上自催化銅標準規范
12. ASTM B994/B994M-22：鎳鈷合金涂層標準規范
13. ASTM B999-15(2022)：鈦及鈦合金電鍍標準規范
14. ASTM B1025-25：電沉積納米結構鋅鎳涂層標準規范
15. ASTM B117：鹽霧腐蝕測試標準方法
16.
? 屏蔽效能（EMC電磁兼容）： 針對智駕高頻同軸線，需依據CISPR 25標準測試30MHz-1GHz頻段的屏蔽衰減，覆蓋率≥85%，杜絕電磁干擾導致雷達/攝像頭信號失真。
WD10-3111是一款專為LED照明設計的高壓浮動恒流驅動IC，支持150mA輸出電流，能靈活配置為串聯、并聯或混聯拓撲結構，可作為電壓控制型電流源或電流調節器使用，適應多種LED負載需求；無需電解電容和電感的驅動架構，不僅降低BOM成本和PCB設計，也能避免電感帶來的電磁干擾問題，同時消除了電解電容壽命短的系統瓶頸，有助于提升LED燈具的整體使用壽命。
封裝圖：
電容式觸摸芯片 - GTX301L的特性：
嵌入式GreenTouch3LPTM引擎
內置模擬補償電路與數字噪聲濾波器，可抑制電磁干擾（如特斯拉線圈輻射）和環境溫度波動（-30℃～+70℃）的影響。
