在新設計及開發(fā)項目的開始,，正確選擇有源與無源器件及完善的電路設計技術,，將有利于以最低的成本獲得EMC認證，減少產品因屏蔽和濾波所帶來的額外的成本,、體積和重量,。 這些技術也可以提高數字信號的完整性及模擬信號信噪比，可以減少重復使用硬件及軟件至少一次,，這也將有助于新產品達到其功能技術要求,，盡早投入市場。這些EMC技術應視為公司竟爭優(yōu)勢的一部分,，有助于使企業(yè)獲得最大的商業(yè)利益,。
1.1數字器件與EMC電路設計
1.1.1器件的選擇
大部分數字IC生產商都至少能生產某一系列輻射較低的器件，同時也能生產幾種抗ESD的I/O芯片,，有些廠商供應EMC性能良好的VLSI(有些EMC微處理器比普通產品的輻射低40dB);大多數數字電路采用方波信號同步,，這將產生高次諧波分量，如圖1示,。時鐘速率越高,，邊沿越陡，頻率和諧波的發(fā)射能力也越高,。 因此,，在滿足產品技術指標的前提下，盡量選擇低速時鐘,。在HC能用時絕不要使用AC,，CMOS4000能行就不要用HC,。要選擇集成度高并有EMC特性的集成電路，比如：
* 電源及地的引腳較近
* 多個電源及地線引腳
* 輸出電壓波動性小
* 可控開關速率
* 與傳輸線匹配的I/O電路
* 差動信號傳輸
* 地線反射較低
* 對ESD及其他干擾現象的抗擾性
* 輸入電容小
* 輸出級驅動能力不超過實際應用的要求
* 電源瞬態(tài)電流低(有時也稱穿透電流)
這些參數的最大,、最小值應由其生產商一一指明,。由不同廠家生產的具有相同型號及指標的器件可能有顯著不同的EMC特性，這一點對于確保陸續(xù)生產的產品具有穩(wěn)定的電磁兼容符合性是很重要的,。
高技術集成電路的生產商可以提供詳盡的EMC設計說明,，比如Intel的奔騰MMX芯片就是這樣。設計人員要了解這些并嚴格按要求去做,。詳盡的EMC設計建議表明：生產商關心的是用戶的真正需求,，這在選擇器件時是必須考慮的因素。在早期設計階段,，如果IC的EMC特性不清楚,，可以通過一簡單功能電路(至少時鐘電路要工作)進行各種EMC測試，同時要盡量在高速數據傳輸狀態(tài)完成操作,。發(fā)射測試可方便地在一標準測試臺上進行,，將近場磁場探頭連接到頻譜分析儀(或寬帶示波器)上，有些器件明顯地比其他一些器件噪聲小得多,，測試抗擾度時可采用同樣的探頭,，并連到信號發(fā)生器的輸出端(連續(xù)射頻或瞬態(tài))。但如果探頭是儀器專配的(不只是簡單的短路環(huán)或導線),，首先要檢查其功率承受能力是否滿足要求,。測試時近場探頭需貼近器件或PCB板，為了定位“關鍵探測點”和最大化探頭方向 ,， 應首先在整個區(qū)域進行水平及垂直掃描(使探頭在各個方向相互垂直),，然后在信號最強的區(qū)域集中進行掃描。
1.1.2 不宜采用IC 座
IC座對EMC 很不利,，建議直接在PCB上焊接表貼芯片，具有較短引線和體積較小的IC芯片則更好,， BGA及類似芯片封裝的IC在目前是最好的選擇,。安裝在座(更糟的是，插座本身有電池)上的可編程只讀存儲器(PROM)的發(fā)射及敏感特性經常會使一個本來良好的設計變壞,。因此,，應該采用直接焊接到電路板上的表貼可編程儲存器
帶有ZIF座和在處理器(能方便升級)上用彈簧安裝散熱片的母板，需要額外的濾波和屏蔽,，即使如此,，選擇內部引線最短的表貼ZIF 座也是有好處的。
1.1.3電路技術
* 對輸入和按鍵采用電平檢測(而非邊沿檢測)
* 使用前沿速率盡可能慢且平滑的數字信號(不超過失真極限)
* 在PCB樣板上,，允許對信號邊沿速度或帶寬進行控制(例如,，在驅動端使用軟鐵氧體磁珠或串聯電阻)
* 降低負載電容,，以使靠近輸出端的集電極開路驅動器便于上拉，電阻值盡量大 * 處理器散熱片與芯片之間通過導熱材料隔離,，并在處理器周圍多點射頻接地,。
* 電源的高質量射頻旁路(解耦)在每個電源管腳都是重要的。
* 高質量電源監(jiān)視電路需對電源中斷,、跌落,、浪涌和瞬態(tài)干擾有抵抗能力
* 需要一只高質量的看門狗
* 決不能在看門狗或電源監(jiān)視電路上使用可編程器件
* 電源監(jiān)視電路及看門狗也需適當的電路和軟件技術，以使它們可以適應大多數的不測情況,，這取決于產品的臨界狀態(tài)
* 當邏輯信號沿的上升/下降時間比信號在PCB走線中傳輸一個來回的時間短時,，應采用傳輸線技術：
a 、經驗：信號在每毫米軌線長度中傳輸一個來回的時間等于36皮秒
b ,、為了獲得最佳EMC特性,，對于比a中經驗提示短得多的軌線，使用傳輸線技術
有些數字IC產生高電平輻射,，常將其配套的小金屬盒焊接到PCB地線而取得屏蔽效果 ,。PCB上的屏蔽成本低，但在需散熱和通風良好的器件上并不適用,。
時鐘電路通常是最主要的發(fā)射源,，其PCB軌線是最關鍵的一點，要作好元件的布局,，從而使時鐘走線最短,，同時保證時鐘線在PCB的一面但不通過過孔。當一個時鐘必須經過一段長長的路徑到達許多負載時,，可在負載旁邊安裝一時鐘緩沖器,，這樣，長軌線(導線)中的電流就小很多了,。這里,，相對的失真并非重要。長軌線中的時鐘沿應盡量圓滑,，甚至可用正弦波,，然后由負載旁的時鐘緩沖器加以整形。
1.1.4擴展頻譜時鐘
所謂的“擴展頻譜時鐘”是一項能夠減小輻射測量值的新技術,，但這并非真正減小了瞬時發(fā)射功率,，因此，對一些快速反應設備仍可能產生同樣的干擾,。這種技術對時鐘頻率進行1% ~ 2% 的調制,，從而擴散諧波分量，這樣在CISPR16或FCC發(fā)射測試中的峰值較低。所測的發(fā)射減小量取決于帶寬和測試接收機的積分時間常數,，因此這有一點投機之嫌,，但該項技術已被FCC所接受，并在美國和歐洲廣泛應用,。調制度要控制在音頻范圍內,，這樣才不會使時鐘信號失真，圖2是一時鐘諧波發(fā)射改善的例子,。擴展頻譜時鐘不能應用于要求嚴格的時間通信網絡中,，比如以太網、光纖,、FDD,、ATM、SONET和ADSL,。
絕大多數來自數字電路發(fā)射的問題是由于同步時鐘信號,。非同步邏輯(比如AMULET微處理器，正由steve Furbe教授領導的課題組在UMIST研制)將大大地降低發(fā)射量,，同時也可獲得真正的擴頻效果,，而不只是集中在時鐘諧波上產生發(fā)射。
1.2模擬器件和電路設計
1.2.1 選擇模擬器件
從EMC的角度選擇模擬器件不象選擇數字器件那樣直接,，雖然同樣希望發(fā)射,、轉換速率、電壓波動,、輸出驅動能力要盡量小,，但對大多數有源模擬器件，抗擾度是一個很重要的因素,，所以確定明確的EMC訂購特征相當困難,。
來自不同廠商的同一型號及指標的運算放大器，可以有明顯不同的EMC性能,，因此確保后續(xù)產品性能參數的一致性是十分重要的,。敏感模擬器件的廠商提供EMC或電路設計上的信噪處理技巧或PCB布局，這表明他們關心用戶的需求,，這有助于用戶在購買時權衡利弊,。
1.2.2 防止解調問題
大多數模擬設備的抗擾度問題是由射頻解調引起的。運放每個管腳都對射頻干擾十分敏感,，這與所使用的反饋線路無關(見圖3)，所有半導體對射頻都有解調作用,，但在模擬電路上的問題更嚴重,。即使低速運放也能解調移動電話頻率及其以上頻率的信號，圖4表明了實際產品的測試結果。為了防止解調,，模擬電路處于干擾環(huán)境中時需保持線性和穩(wěn)定,，尤其是反饋回路，更需在寬頻帶范圍內處于線性及穩(wěn)定狀態(tài),，這就常常需要對容性負載進行緩沖,，同時用一個小串聯電阻(約為500)和一個大約5PF的積分反饋電容串聯。
進行穩(wěn)定度及線性測試時,，在輸入端注入小的但上升沿極陡 (<1ns) 的方波信號(也可以通過電容饋送到輸出端和電源端),，方波的基頻必須在電路預期的頻帶內，電路輸出應用100MHz(至少)的示波器和探針進行過沖擊和振鈴檢查,，對音頻或儀表電路也應如此,，對更高速模擬電路，要選取頻帶更寬的示波器,，同時注意使用探頭的技巧
超過信號高度50%的過沖擊表明電路不穩(wěn)定,，對過沖擊應予以有效的衰減，信號的任何長久的振鈴(超過兩個周期)或突發(fā)振蕩表明其穩(wěn)定度不好,。
以上測試應在輸入及輸出端均無濾波器的情況下進行,，也可以用掃頻代替方波，頻譜分析儀代替示波器(更易看出共振頻率)
1.2.3其它模擬電路技術
獲得一穩(wěn)定且線性的電路后,，其所有聯線可能還需濾波,，同一產品中的數字電路部分總會把噪聲感應到內部連線上，外部連線則承受外界的電磁環(huán)境的騷擾,。濾波器將在后面介紹,。
決不要試圖采用有源電路來濾波和抑制射頻帶寬以達到EMC要求，只能使用無源濾波器(最好是RC型),。在運放電路中,，只有在其開環(huán)增益遠大于閉環(huán)增益時的頻率范圍內，積分反饋法才有效,，但在更高頻率,，它不能控制頻率響應。
應避免采用輸入,、輸出阻抗高的電路,，比較器必須具有遲滯特性(正反饋)，以防止因為噪聲和干擾而使輸出產生誤動作,，還可防止靠近切換點處的振蕩 ,。不要使用比實際需要快得多的輸出轉換比較器，保持dv/dt在較低狀態(tài),。
對高頻模擬信號(例如射頻信號),，傳輸線技術是必需的,，取決于其長度和通信的最高頻率，甚至對低頻信號,，如果對內部聯接用傳輸線技術,，其抗擾度也將有所改善。有些模擬集成電路內的電路對高場強極為敏感,，這時可用小金屬殼將其屏蔽起來(如果散熱允許),，并將屏蔽盒焊接到PCB地線面上
與數字電路相同，模擬器件也需要為電源提供高質量的射頻旁路(去耦),，但同時也需低頻電源旁路,，因為模擬器件的電源噪聲抑制率(PSRR)對1kHz以上頻率是很微弱的，對每個運放,、比較器或數據轉換器的每個模擬電源引腳的RC或LC濾波都是必要的,，這些電源濾波器轉折頻率和過渡帶斜率應補償器件PSRR的轉折頻率和斜率，以在所關心的頻帶內獲得期望的PSRR
一般的EMC設計指南中都很少涉及射頻設計,，這是因為射頻設計者一般都很熟悉大多數連續(xù)的EMC現象,，然而需要注意的是，本振和IF頻率一般都有較大的泄漏 ,，所以需要著重屏蔽和濾波,。