“如果你不犯错，那么你就什么都没做。——约翰·伍登
这些年来，我见过几件让我摸不着头脑的事情。其中很多都是我做过的(我承认)。我想看看这些情况，(也许)有助于不要犯同样的错误。所以，要明确的是:不要做这些事情。
关于屏蔽
人们可能会认为，一个厚厚的铝底盘加上一些螺钉将是一个很好的屏蔽，但在一个电源上，我们在1到10兆赫兹范围内的航空航天辐射发射扫描失败了好几个分贝。我们对这个问题追查了好几天，甚至几周，直到我注意到，当我们打开设备时，我们处理底盘的方式把金属弄得一团糟。铝制的箱子上布满了指纹，有点油腻。所以，我拿了一些酒精擦拭了表面。排放量下降了20分贝，我们通过了测试。反复。
这就是好的底盘粘结的概念。金属对金属的接触必须在微欧姆范围内，才能很好地用于许多屏蔽。这是因为如果电流在机箱中流动，当它达到最小的阻抗时，电压将出现在该阻抗上，这将是辐射的来源。底盘涂层，无论是环保(如阳极氧化或转换涂层)，或美观(如油漆)，或污染，都会降低接触质量。因此，即使是我的铝机箱，应该有超过100分贝的屏蔽效果，也因为指纹而降级。
一些人可能会想，更多的螺丝是否会有所帮助。在这种情况下，不太可能。首先，如果螺丝表面有涂层，螺丝就不能很好地粘合到底盘上。此外，螺钉本身具有感应性，如果螺钉穿入的表面是嵌件或浮动螺母，则阻抗会增加。如果关心的是螺丝间距必须小于1/20th相隔一个波长，真正的问题可能会被忽略。这个问题看起来更像是一个折叠的偶极子，而不是一个光圈。开口和孔径是我们考虑波长和频率的时候。然而，把两个接触的金属表面看作一个孔可能会引起误解。
从金属到金属的重叠和粘合是一门艺术，就像设计底盘时的声音工程一样。你会重叠接缝吗?你使用导电垫圈，还是你需要?你需要把螺丝放多远?用全球顾问的话说:这要看情况。
我有一个客户正在评估用于计算机外围设备的屏蔽电缆。一组电缆似乎没有屏蔽效果。经调查，这是一根屏蔽电缆，带有箔屏蔽，排水线两端接地。然而，铝薄膜铝箔防护罩已经与排水线安装在防护罩的内部，但铝是在防护罩的外部。排水线和屏蔽之间没有接触，因此没有有效的屏蔽。
作为顾问，我们看到无数的电缆屏蔽端接在辫子或电线中，通常带有10厘米或更长时间的“服务环”。或者它们只在一端成键——这是一篇关于为什么这样不行的文章——或者两者都有。
关于电容器
但即使是一个完全屏蔽的外壳也必须有从内到外的电线。任何穿透屏蔽层的导体都将允许信号从内部传出，或者从外部传入——除非在穿透点有一个优秀的过滤器。这通常是一个电容器，从导体到机箱在所需的频率范围内具有低阻抗。
因此，我们在连接器处或非常靠近连接器，通常包括从线路到机箱的电容(或任何结构，需要将电流返回到其源的返回路径)。在原理图上，显示了合适值的电容。当构造时，电容器放置在非常接近连接器引脚。到目前为止一切顺利。然后呢?它是原理图上的一个接地符号，但它是如何构造的呢?“接地符号”是否涉及到电路板的某个角落，在那里电容器连接到一个垫子，而垫子偶然接触到一个将电路板安装到底盘上的螺钉?这条路径有多长，归纳性有多强?记住电感是一种高频阻抗。那么，是路径电感滤波电容滤波器来阻止它工作吗?
我曾经和一个客户合作过一个项目，在这个项目中，我们的设计通过了传导排放。工程师提交了产品鉴定的最终图纸。经合格测试，机组排放不合格。事实上，它的排放量比我们之前看到的设计要低20分贝。我问他有没有改变什么。不，我是被告知的。所以，我问他是否有所改进——是的，他做到了。他把其中一个过滤电容器放大了10倍。因为我知道我们安装了一些大的陶瓷电容器，我问他在哪里找到这么大的陶瓷电容器。“哦，它们不是陶瓷的，它们是电解的。”
电容器的结构和所用的介质非常重要。例如，所讨论的电解电容器具有很高的等效串联电阻和电感，这使得它们在100 kHz以上的滤波器很差。虽然对于大容量存储非常有用，但这些帽不能提供我们测试所需的高频滤波。当我们用陶瓷代替盖子时，一切都很好，在频率范围内都有显著的裕度。那位工程师不久就退出了这个行业，从事另一项工作。真实的故事。总之，更多并不总是更好。
并非所有的帽子都是一样的，即使是同一种风格的帽子。陶瓷电容器可能是最挑剔的。I类陶瓷在温度和偏置电压下很好且稳定，但因此体积更大。II类和III类在温度范围内的有效电容可能有很大的波动，并且在偏置电压下的电容显著降低，但在物理上更小，更便宜。
关于共模电感器的故事
为了减少交流电源到直流电源的共模能量，工程师绕了一个共模电感。安装后，我们重复测量，却发现排放量大幅上升。以前见过这个，我问他是否小心他如何连接电感。他不认为这很重要。电感与线路和中性电流连接，增加核心磁场，而不是取消，因为应该与共模电感。结果，核心在每个半正弦波的情况下，以每秒800次的速度(在400 Hz电源下)进入和退出饱和状态。这种阻抗的根本变化使电感变成了一个排放发生器，而不是吸收器或滤波器。
为了传递辐射辐射，在镍锌铁氧体(磁导率约700)上转动几圈，就形成了一个共模电感。当这种方法运行良好时，工程师决定在设计中使用渗透率更高的岩心——渗透率约为2500。然而，这种材料是一种锰锌化合物，它没有辐射发射所需的带宽。
另一位工程师听说电感随匝数的平方而增加。太棒了——让我们把匝数翻倍，电感就增加了四倍。嗯，是也不是。寄生和核心饱和必须考虑在内。例如，在共模电感的情况下，它可以建模如所示图1．注意以下组件的存在:
- CW也就是绕组间电容。每一个回合都将与下一个回合电容耦合。增加更多的匝数将增加电容
- CP-S也就是线圈与线圈之间，线与线之间的电容。一些巴伦在核心的相反方向上绕着弯，以尽量减少这种情况。然而，这可能会导致增加
- lL / 2这就是漏感。在共模电感中，漏感可以在每根引线中以串联电感的形式出现，但这减少了两个绕组之间耦合场的互感
- l米哪个是互感值，我们用来抑制共模的电感
在他的演讲中，Michael Schutten博士(参考下文)描述了如何测量共模电感中的每个组件。我想，如果所有组件的所有寄生都建模了，我们就能更好地了解性能。
因此，增加更多的匝数可以增加CW，这将降低核心在更高频率的阻抗——这是我们不希望发生的事情。更多并不总是更好。
我发现铁氧体很适合共模电感，但通常不适用于差动模电感。铁氧体材料容易饱和，从而导致磁芯失效。我发现隐藏结构的磁场会引起问题。已知在DC-DC开关稳压器旁运行的迹线将开关频率从集成电路内的内部变压器耦合到该迹线，导致传导发射故障。我发现当你尝试用差模技术滤波共模电流时，效果并不好。线对线电容器可能对差模电流工作得很好，但它可能使共模电流变得更共模。而且，我发现控制电磁干扰的最好方法是了解电流在哪里流动，并记住它们必须以完整的回路流动——从一个源流到另一个源。正是他们的行为方式给我们带来了麻烦。最后，“地”不是一个洞，你可以把电路噪声倒进去，它就会消失。在EMC世界中，许多人除了出于安全目的外，都避免使用该术语，而更愿意考虑参考平面和电流返回路径。
所以查尔斯·狄更斯可能是EMC的顾问，因为他写了双城记“这是最好的时代，这是最坏的时代，这是智慧的时代，这是愚蠢的时代。”我犯过一些愚蠢的错误，和别人一起犯错误，但我希望能从中吸取教训。希望你们能从我们身上学到东西。
以下是我听过的一些讲座、论文和演讲，我相信会很有用。这些人都很聪明，他们用简单易懂的方式解释了困难的概念，我在这篇文章的创作中使用了他们。还有很多其他优秀的信息来源，我可以强烈推荐。
开关模式电源转换器的EMC基础知识- Michael Schutten，博士，李聪，博士。
过滤器布局和机械设计。为什么过滤器会失效， 2020 IEEE EMC和SI研讨会- Arturo Mediano博士，IEEE高级成员，萨拉戈萨大学
EMI滤波器的设计与实现，EMI滤波器基础， 2020年IEEE EMC和SI研讨会- John G. Kraemer PE, Collins Aerospace
进行排放， 2019, 2020 IEEE EMC和SI研讨会- Lee Hill, SILENT Solutions LLC & GmbH
EMC滤波器2016 IEEE EMC和SI研讨会- Arturo Mediano博士，IEEE高级成员，萨拉戈萨大学
屏蔽， 2015年IEEE EMC与SI研讨会- Dr. Todd Hubing
pcb上的解耦电容设计以最小化电感和最大化EMI性能——Bruce Archambeault等，2015年4月
