EMC问题解决宝典：ANSI C63.18-2014的应用策略


# 摘要
本文全面介绍了电磁兼容性（EMC）问题及其测试策略，特别关注ANSI C63.18-2014标准的应用。首先概述了EMC的基本概念和相关标准体系，然后详细讨论了EMC测试的基础知识，包括测试设备和实验室环境的要求。在实践应用部分，本文阐述了从预测试到测试执行、分析及后续整改的完整策略。针对ANSI C63.18-2014标准中特定的测试问题，本文提出了解决方案，并讨论了法规遵从性和产品上市的步骤。通过分析成功与失败的案例，总结了EMC设计和测试中的宝贵经验。最后，本文展望了新兴技术对EMC的影响和未来标准的发展方向，为企业提供应对未来EMC测试的准备策略。

# 关键字
电磁兼容性；ANSI C63.18-2014标准；EMC测试策略；干扰源识别；滤波器与屏蔽；物联网；5G通信技术

参考资源链接：[C63.18-2014:美国医疗设备现场抗RF辐射电磁兼容测试方法标准](https://wenku.csdn.net/doc/28uh5tfhxo?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. EMC问题概述与ANSI C63.18-2014标准简介

## 1.1 EMC问题概述

电磁兼容性（EMC）是指电气设备或系统在其电磁环境中能够正常工作，同时不对该环境中的任何事物造成不可接受的电磁干扰的能力。EMC问题通常涉及到电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS），即设备发出的干扰以及对干扰的抗性。随着电子产品日益普及，EMC问题的重要性日益凸显。

## 1.2 ANSI C63.18-2014标准简介

ANSI C63.18-2014是美国国家标准，旨在提供关于电子设备电磁干扰发射和电磁敏感度测试的程序和测量技术的指南。该标准广泛应用于IT产品和电信设备的开发过程中，对制造商来说是一个重要的质量保证工具。它详细规定了如何执行各种EMC测试，包括辐射发射、传导发射、抗扰度等，并要求实验室环境必须满足一定的电磁环境标准。

通过掌握ANSI C63.18-2014标准，企业和工程师可以确保他们的产品能够在预期的电磁环境中正常运作，并通过各种EMC合规性测试，以满足不同市场和法规的要求。

# 2. EMC测试基础

## 2.1 电磁兼容性基本原理

### 2.1.1 电磁干扰与敏感度

电磁干扰（Electromagnetic Interference, EMI）指的是电气或电子设备在正常运行过程中产生的一种不需要的能量传播，这种干扰有可能对其他设备的正常功能造成负面影响。电磁敏感度（Electromagnetic Susceptibility, EMS）则是设备对电磁干扰的抵抗能力。如果一个设备对电磁干扰很敏感，那么在高电磁干扰的环境中，它就容易出现性能下降甚至功能失效。

为确保电子设备能在复杂的电磁环境中稳定工作，必须对它们进行严格的设计和测试。有效的电磁兼容性（EMC）设计和测试能保证设备既能抑制内部产生的干扰，也能抵御外界的干扰。

### 2.1.2 电磁兼容性标准体系

电磁兼容性标准体系包括一系列国际标准、国家标准和行业标准，这些标准为设计和测试工作提供了依据和参考。这些标准大体上可以分为三类：基础标准、通用标准和产品类标准。基础标准描述了EMC的基本要求和测试方法；通用标准则适用于多种产品；产品类标准是针对某一特定产品或产品类别而制定的详细测试要求。

ANSI C63.18-2014标准即是一种产品类标准，针对的是特定的电气设备在实验室环境下的电磁干扰发射和敏感度测试。该标准规定了测试的条件、设备、方法和限值，是产品制造商进行EMC测试的重要依据。

## 2.2 ANSI C63.18-2014标准框架

### 2.2.1 标准适用范围与目的

ANSI C63.18-2014标准适用于测量民用设备在30MHz至40GHz频率范围内电磁干扰发射的水平。该标准旨在提供一种评估设备发射电磁干扰能力的方法，并为制造商提供一个标准的测试参考，以确保产品在上市前满足特定的电磁兼容性要求。

### 2.2.2 测试项目与分类

ANSI C63.18-2014标准规定的测试项目主要包括射频辐射发射测试和射频传导发射测试两大类。射频辐射发射测试关注设备以电磁波形式发射出的干扰，而射频传导发射测试则关注通过电源线或信号线传导的干扰。这些测试项目根据不同的环境要求可以进一步分为不同等级，包括民用等级、工业等级和专业等级。

## 2.3 测试设备和实验室环境要求

### 2.3.1 测试仪器的校准和使用

为了保证测试结果的准确性和重复性，测试仪器必须定期进行校准，确保其工作性能符合制造商的技术规格。校准工作需要依据特定的校准标准进行，并且应由专业的实验室或者设备制造商执行。仪器在校准后，需要使用适当的技术来减少测量误差，例如通过多次测量取平均值等方法。

### 2.3.2 实验室环境和设施标准

EMC测试实验室通常被要求建设在远离电磁干扰源的地方，以避免外界信号对测试结果的影响。此外，实验室内的布局、墙壁和地板材料、通风和照明设备都必须符合特定标准，以确保测试环境的一致性。实验室内部还应配置专门的屏蔽房间，即所谓的“暗室”，以隔离外界电磁信号和抑制实验室内部设备之间的相互干扰。

EMC测试要求使用精确的测量设备，如频谱分析仪、信号发生器、天线等。测试设备需要保持良好的工作状态，并定期进行维护和校准。校准过程需要遵循特定的校准程序，使用经过认证的校准标准器，保证测试结果的准确性。

以下是EMC测试实验室的一些基本要求：

- 避免电磁干扰：实验室应建在电磁环境较为安静的地方，远离大型电磁设备和高功率无线通信设备。
- 静电控制：为防止静电对测试设备和被测产品的影响，实验室应有良好的接地和防静电措施。
- 温湿度控制：实验室内的温度和湿度应保持在一定范围内，以避免对测试结果产生影响。

为了确保测试的准确性，所有测试设备和仪器都必须在国家或国际认可的校准机构进行周期性校准，通常是一年一次。校准证书会给出设备的校准数据，并且对仪器的性能进行认证。所有在测试中使用的仪器都应带有最新的校准标签，说明仪器在校准周期内。未校准或过期未校准的设备不允许用于正式的EMC测试。

# 3. 实践应用中的EMC测试策略

## 3.1 预测试阶段的策略制定

### 3.1.1 设计阶段的EMC考量
在产品的设计阶段考虑EMC（电磁兼容性）至关重要。设计师需要对可能产生的电磁干扰有深入的理解，并采取措施以确保产品在预定的使用环境下能够达到所需的EMC性能。设计阶段的EMC考量通常包括以下几个方面：

- 确定产品将运行在何种电磁环境中，比如家庭、工业或者汽车电子环境。
- 选择抗干扰能力强的电子元件，如屏蔽的连接器、电磁兼容性的电源、抗干扰的集成电路等。
- 在电路设计时加入必要的滤波电路，减少高频干扰的产生。
- 为PCB（印刷电路板）设计合理的布局和布线，以减少信号之间的串扰。
- 考虑适当的接地策略和电源分布，以避免地环路干扰。

设计阶段的EMC考量能够显著减少后续测试阶段所遇到的问题，并且有利于缩短产品的上市时间，降低研发成本。

### 3.1.2 预测试的策划与实施

预测试的策划与实施是确保产品能够在正式EMC测试