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Hua Er,作为高级硬件和高级EMC工程师,我已经与他们打交道了十多年。在技术的道路上,我经历了曲折,跌宕起伏和挫折。我感到困惑,沮丧和兴奋;我汗水和辛勤工作;我获得荣誉,怀疑(也许更好地说“误解”)和理解;我留下信心,持久和友谊;我有痛苦,幸福和技术…(内容有点长,但充满了实际信息)
EMC问题无处不在,我想尽快学习
电子设备,信息,通信,电气和半导体技术的快速发展引起了严重的电磁污染。同时,高速,低功耗(低电压)和电子产品的高积分的发展趋势正在变得越来越强烈,这导致电子产品对EMC的敏感性提高。 EMC问题,例如燃烧或损坏接口芯片,“释放”或崩溃的产品,未能通过EMC测试等,由于EMC问题而无法在市场上推出高产品维修率和巨大的R&D投资的产品。该公司投资了大量现场产品维护,并且失败“零” …这些EMC问题确实使公司的研发人员和高级管理人员头痛和无助。在某种程度上,“世界上只有两种类型的工程师。一个工程师遇到了EMC麻烦,另一个工程师将遇到EMC麻烦!”因此,EMC知识越早,它就越早学习和熟悉,这对于电子产品研发中的工程师来说非常重要!
很好地学习EMC,将理论与实践联系起来
EMC理论涉及电磁场,天线等。当您购买EMC书籍时,您会看到矢量分析,差异定理,麦克斯韦定理,高斯定理,安培定理,法拉第定理,法拉第定理…这只是一本天堂般的书!许多想学习或了解EMC知识的朋友可能会感到沮丧或摇摇头,即使他们看到了如此深刻的理论,也可能会叹了口气! “嘿,我不是电磁场和电磁波的研究生。数学或电磁场理论太糟糕了。我只能在这一生中告别EMC!”
作为EMC或电子信息技术的新秀,参与EMC的门槛不好。该大学是热能和动力工程(船舶发电厂的方向),研究生是机械制造及其自动化(特殊处理的方向)以及电子信息的知识,这是大学的基本课程:电气工程:电气工程(包括数字电路,模拟电路,模拟电路,电动机,电动机,毕业生和大学的毕业生),包括毕业和大学的范围,参与了大学,并参与了大学,并参与了大学,并参与了大学,并参与毕业后的海洋)!作为一种实用和实用的EMC,它不是一种深刻的理论,也不需要这些深刻的理论,也不是出版论文或评估教授,而是工程或技术服务。
这些理论的推导无非是解释EMI问题的根本原因:
(1)天线:循环天线,偶极天线及其发射配方;
(2)骚扰来源:电流或电压突然变化;
(3)近距离和远场之间的差异:波长/6;
(4)近场电磁波的阻抗特性(用于屏蔽作为理论解释),电场波是高阻抗,并且磁场波是低阻抗;
(5)盾:电磁波(阻抗不匹配),电磁波的涡流定理(吸收)和皮肤效应的反射定理。
因此,当先进的电磁场理论转化为工程技术时,其理论就变得如此简单明了!作为一名从非电信领域毕业的工程师,要真正开始使用EMC,您必须绕过该理论或专家教授,并选择一些易于理解和高度实用的EMC书籍。 Emc Bigwigs,例如周辛,Yang Jishen,Zheng Junqi,Zhu Liwen,Qian Zhenyu,Ma Yongjian,Bai Tongyun和Yang Kejun都是实用的,也是工程EMC专家。他们写的书更适合解决实用EMC问题的工程师。
解决EMC测试问题,“练习 +思维” =简单
当我第一次进入硬件设计时,Hua er参与了著名公司的无人看管的计算机环境监控设备,负责C8051F020微控制器的编程以及指示灯板的设计。由于项目经理非常忙,因此所有工作都在我身上,例如电路板焊接,材料收集,调试以及后来的EMC或环境测试。由于它是模仿行业中一家著名公司的产物,因此我认为它的硬件是完美的,因此更少的更改。 A/D采集电路,信号调理电路,开关电源等几乎完全相同。我们仅替换PCB和微控制器。许多技术条件(研发产品的技术要求)完全来自模仿产品的说明。
这是我第一次与实际EMC测试(反干扰)接触。在ESD,电涌和EFT测试中,微控制器总是重置和重新启动或崩溃。由于工作开始时缺乏经验,因此花了一个多月才能解决EMC问题。很容易说:在微控制器的重置引脚中添加一个小的560pf电容器解决了ESD问题;将IEC过滤器添加到AC220V电源将可以。
但是本月,Hua Er找到了很多信息来了解EMC是什么,EMC的三个要素以及EMC的测试项目。 EMC给人以一种感觉:“ EMC很简单,是电容器 +过滤器!”。这种傲慢的态度,再加上公司缺乏真正的EMC经验,当他们患有ESD,EFT和其他测试问题时,每个人通常都会出现在我身边。毕竟,Hua Er还阅读了一些EMC书籍(Zheng Junqi,Yang Jishen,Yang Kejun,Zhou Zhimin),并可以说出原因。 EMC不是“干扰源,耦合路径和敏感设备”的三个要素,也是解决EMC的“接地,屏蔽和过滤”的三个轴!大多数抗干扰问题也可以解决。实际上,原始的“傲慢 +勤奋 +勤奋”已成为逐渐纠正EMC测试问题的专家!现在,当我记得它时,Hua Er的第二次应该被DAO的EMC纠正!一般而言,教授或专家会使一个简单的EMC问题复杂化,创建了许多数学和理论物理学(例如矢量分析,麦克斯韦方程),并发表论文,这些论文非常深刻且难以理解!
但是我是一名工程师和技术人员,我简化并实施了由专家或教授所教的复杂的EMC问题,以便其他人可以一目了然地理解它们!对于ESD设备测试和验证的小问题,专家可以实现专着或标准;对于简单的电容器解决的过滤问题,医生可以写一篇有关Chebischev,哪些多阶滤镜设计等的论文!如果我们不练习和思考,只要看看这些教授或专家的作品,您将永远无法开始使用EMC!因此,在此类学者的指导下,您可能会成为“野兽”。在此类专家的无知下,您可能会成为“砖砌”,但我们是工程师,只要简单,实用和高效,就足以解决实际问题!幸运的是,转变为两个,并了解EMC真实知识,这来自实践并避免绕行!
在实践中积累EMC的经验
在Hua er中,我遇到了许多想开始EMC的网民。他们希望通过培训或阅读书籍精通EMC。由于缺乏EMC实践经验,我认为EMC实践很复杂,EMC理论太深刻了,这导致了学习EMC的热情和热情!开始使用EMC时,您应该查看熟悉的标准:例如,当硬件工程师正在进行测试时,请查看标准;在遇到问题时找到一些信息,并通过纠正几种情况来积累您自己的EMC信心;选择电容器或过滤器时,请了解其寄生参数;在设计保护电路时,请了解电视,ESD,VR,GDT等设备的优势和缺点。这些是硬件工程师的基本项目,但它们是最精致且最重要的EMC基础。当硬件工程师熟悉EMC测试方法,测试标准和EMC纠正时,他将在未来的工作中灵活运行这些知识或经验!
第二个谈论高级EMC工程师的知识结构 – 由于专业知识而广泛
作为EMC工程师,Hua Er认为,以下知识必须深刻而完整:
(1)熟练或熟悉EMC实验和测试标准:不了解产品的EMC实验方法或测试标准,参与或主持EMC设计或产生EMC解决方案是非常有趣和荒谬的:
a)ESD放电测试仅用于金属连接器外壳,并且不允许将连接器中的引脚直接放电。因此,为了通过ESD测试,将电视管添加到接口电路中只是浪费了设备成本(当然,有必要为某些需要热量汇总的高速通信端口添加电视管保护。
b)实验者很粗心,没有根据EMC测试标准放置电缆或设备,这导致了测试结果(尤其是RE)的重复性,甚至领导者也怀疑您的完整性水平。
c)一位同事曾经使用针对铁路或民用产品的成熟EMC设计计划设计用于军事或汽车电子设备的EMC(信号线上有一个通用模式电感器)来对军事产品进行CS测试(使用BCI注入方法)。都失败了。建议删除公共模式电感器并一次传递。
d)测试标准的分离或耦合网络非常了解。去耦网络实际上是一个出色且有针对性的过滤电路! (铁路产品EMC设计的圣地 – 北京北京大学的一名研究生告诉Hua Er,如果EMC失败并需要滤清器的设计,老师将建议您研究基本标准)。 EMC标准还提供了对干扰生成机制和电路的理解,这有利于您对干扰特征的理解。
(2)精通接口电路的硬件原理:EMC设计,尤其是电路保护设计,主要针对接口电路(例如RS232,RS485,CAN)。如果您不了解受保护的对象接口电路的工作原理和芯片特性,则设计保护电路可能会犯一些低级错误。 a)在特定产品的罐头总线的保护设计中,使用了近10欧姆的自我恢复融合,这会影响长期沟通。该电路已成功用于保护RS485和RS422接口电路。如果查看原因,则可以使用RS485的RS Bus的电压为2V,而10欧姆电阻器则以串联连接,这对于由RS485通信引起的电压下降(0.6V)可以忽略。 b)在某种产品的RS485的保护设计中,Hua复制了供应商的参考电路,电视管,燃气管和电阻器的脱钩,但是在激增(1.2/50US)测试中,界面芯片经常受损或沟通失败(在沟通失败之后,沟通无法恢复到正常的情况下,将其恢复到正常状态,将电视恢复到正常状态。界面芯片的响应速度比电视管的响应速度快,从而导致电视管的高功率没有响应,并且没有保护效果。
(3)精通开关电源和舞台前电路的过滤设计:除了上述接口电路外,下一步是选择开关电源或其阶段前保护或过滤设计。绝缘电压可承受电压,线性调整速率,负载调整速率,输出波纹,响应速度以及开关电源的设备可靠性直接影响产品和EMC性能的可靠性。 Hua Er曾经遇到CE并失败。我们不怀疑这是电源的原因(开关电源通过了3C认证,是外国品牌)。经过长时间的纠正,发现开关电源的AC220V输入/DC12V输出之间的寄生电容太大,导致主板干扰与AC220V电源通过该助理耦合。我们要求供应商更换变压器或添加高频过滤的通用模式电感器来解决问题。根据供应商的建议,Hua Er曾经在开关电源的前阶段添加了经典的闪电保护电路(600V气体排放管,470V变量14D471K)。通过激增测试,在现场实验中,经常发生诸如自发性燃烧和低阻抗之类的故障模式。没有闪电保护电路的设备在现场运行良好。最后,发现开关电源被闪电防护过滤或绝缘,其电压阻力高达1800V。因此,我们以前的闪电防护电路的工作电压或残余电压可以大大增加(1200V气体排放管,560V静态器),并且不仅通过了浪涌2KV和4KV测试,而且还具有良好的现场操作。
(4)精通PCB板的EMC和SI设计:PCB板的EMC设计对于ESD,RE,CS和RS至关重要。失败上述测试的主要因素是不合理的PCB接线。为了取消通量,循环最小值,电源完整性,高速信号反射和振荡,信号线之间的串扰,PCB板级接地设计,作为EMC工程师,您必须能够找到错误或不合理的PCB工程师。从Hua ER的EMC体验来看,没有PCB痕迹的EMC设计希望通过结构屏蔽,接口过滤和接地,但是通过EMC测试,风险和整流成本是巨大或不可接受的。如果PCB跟踪合理,它将不会增加设计或设备成本,但可以轻松地通过EMC测试。建议:华为的PCB EMC设计和Foxconn的PCB EMC设计是该领域的本质或经典作品。 EMC和PCB工程师必须彻底,彻底阅读并理解它!
(5)了解结构的EMC设计:结构屏蔽和重叠,结构绝缘保护和ESD测试,结构间隙和孔以及屏蔽电缆的接地。作为结构和EMC工程师,您必须理解它。当接口电路,开关电源,PCB板已经完成或无法更改EMC性能时,可以通过结构设计避免某些EMC风险。
(6)精通过滤和保护设备的特性:电容器,电阻器,电感器,公共模式窒息,磁珠,燃气排放管,变种器,电视管,TSS和融合。作为EMC工程师,您必须了解其特征,尤其是弱点或缺点。否则,由EMC工程师设计的保护和过滤电路将不可避免地不可靠或有风险。
(7)“接地”的真正含义是:“接地是信号或干扰的返回路径!” EMC工程师必须牢记这一点。 “接地”的技术是EMC中最深刻,难以理解和基本问题! Hua Er仍然是同一句老话:“如果您了解基础,您将了解EMC的真正含义!”如果没有良好的基础设计,所有EMC,安全性和电压抗性,SI和反干扰(闪电保护)设计都是“接地”和“隔离”,“接地”和“闪电保护”,“接地”,“ crosstall”和“ crosstall”和“ crosstall”和“ crosstall”,“接地”,“接地”,“抗压防压保护”,“电压保护”,“接地”和其他知识和其他知识”和其他知识”和其他知识”和其他知识!在EMC长时间争夺之后,我总结了许多EMC问题,然后逐渐理解“接地”设计是EMC工程师的根源和基础!
(8)熟悉现场电磁干扰特性和抑制方法。通过EMC测试(即使根据最严重的EMC标准)的设备将由于电磁干扰在现场运行时引起问题,但问题的可能性或机会较小。 EMC测试是干扰特征和机制。拥有三到四年经验的EMC折腾经验的工程师将发现这一点。一些保护设备和过滤器也针对它。因此,对于高级EMC工程师来说,通过EMC测试应该更容易,但是要处理现场的电磁干扰,我们需要弯腰弯曲,冷静下来,使用眼睛,心脏,心脏,示波器,光谱分析器,并有时间观察或磨碎!最后,要熟悉某个领域或行业中电磁干扰的发电机制,干扰特性和耦合路径,并提高设备的EMC性能以进行现场干扰,并最终在产品行业中构成竞争优势 – 也许这是EMC工程师的最大责任,也是最困难的EMC问题!铁路,电力,汽车,船只,平民,航空和其他应用程序环境的电磁干扰特性截然不同,但是EMC设计方法是相同的。让我们一起努力为中国电子产品的可靠性加油!呢
结尾
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