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01現(xiàn)象描述

某數(shù)字萬(wàn)用表依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18268.1-2010進(jìn)行進(jìn)行RE試驗(yàn)時(shí)，結(jié)果如圖1所示，在72 MHz和122 MHz兩個(gè)頻點(diǎn)分別超標(biāo)4.43 dB和1.02 dB，456 MHz有4.08 dB裕量。

圖 1 輻射騷擾試驗(yàn)結(jié)果

02原因分析

對(duì)于電子產(chǎn)品連接器一向是產(chǎn)品EMC薄弱的環(huán)節(jié)，若設(shè)計(jì)不好，將存在很大的EMC風(fēng)險(xiǎn)。本產(chǎn)品中數(shù)字電路模塊與前面板顯示模塊通過(guò)兩個(gè)連接器相連，連接排線長(zhǎng)34 cm。把靠近數(shù)字電路模塊的連接器拔掉，再進(jìn)行RE測(cè)試，發(fā)現(xiàn)所有超標(biāo)點(diǎn)都消失，并且最少有13 dB裕量，測(cè)試結(jié)果如圖 2所示。

圖2　去掉排線后RE測(cè)試結(jié)果

查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖 3，發(fā)現(xiàn)此連接線經(jīng)過(guò)電源模塊和輸入變壓器正下方。再查看電源模塊原理圖發(fā)現(xiàn)，電源采用LDO模式給模擬電路模塊供電，其并不存在快速的電壓及電流變化，可以判斷從電源模塊和輸入變壓器產(chǎn)生輻射串?dāng)_至排線造成輻射超標(biāo)的可能性較小。

圖3 數(shù)字萬(wàn)用表結(jié)構(gòu)框圖

查看連接器管腳定義，雖然排線上有足夠多的地線，但是這些地線并沒(méi)有按EMC設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)線D0~D7形成RF環(huán)路比較大，并且不同信號(hào)的回路重合，通過(guò)磁場(chǎng)的感性耦合串?dāng)_加??；信號(hào)與信號(hào)間無(wú)地信號(hào)隔離，容性串?dāng)_也加??；連接線過(guò)長(zhǎng)，地線的總體等效電感比較大，環(huán)路中的差模電流經(jīng)過(guò)地阻抗轉(zhuǎn)變成典型的共模輻射。連接線的長(zhǎng)度加上PCB印制線的長(zhǎng)度，總長(zhǎng)度為45 cm，這長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于λ/20形成有效的天線。我們對(duì)比去掉端接電阻RP13、RP14、RP15前后的近場(chǎng)掃描結(jié)果，發(fā)現(xiàn)輻射源確實(shí)就是顯示模塊的數(shù)據(jù)線。這樣就構(gòu)成了輻射發(fā)射的兩個(gè)必要條件，輻射源和輻射天線分別是顯示模塊的數(shù)據(jù)線和連接排線。

03整改措施

通過(guò)前面原因分析知道輻射源和輻射天線分別是顯示模塊的數(shù)據(jù)線和連接排線。降低輻射可以通過(guò)降低輻射源和減短輻射天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已固定，無(wú)法減小排線的長(zhǎng)度，并且長(zhǎng)度若不能減小到波長(zhǎng)的一半以下，減小天線的長(zhǎng)度也沒(méi)有明顯的效果。這樣可以采用增加共模電流回路的阻抗、改變共模電流路徑來(lái)減小流入連接器的共模電流。

常用增加共模電流回路阻抗的方法是把連接排線穿過(guò)一個(gè)鐵氧體磁環(huán)形成一個(gè)共模扼流圈。在排線加鐵氧體磁環(huán)后，再進(jìn)行RE試驗(yàn)，產(chǎn)品通過(guò)測(cè)試并有4   dBμV裕量。但由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已固定，加磁環(huán)不方便生產(chǎn)工藝，會(huì)額外加大生產(chǎn)的人工成本，在此不采用該方案。

常用改變共模電流路徑的方法是給連接排線加屏蔽。這樣共模電流會(huì)通過(guò)屏蔽層流入大地；也能將干擾信號(hào)屏蔽于屏蔽層內(nèi)；還能降低排線間的寄生電容減小排線間的容性串?dāng)_。將連接排線換成屏蔽排線后再進(jìn)行RE測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖 4所示，通過(guò)測(cè)試并有7 dB裕量。

圖4　使用帶屏蔽的連接排線RE測(cè)試結(jié)果

04經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)以上整改方案產(chǎn)品順利通過(guò)RE試驗(yàn)，產(chǎn)品RE設(shè)計(jì)的思路就是避免內(nèi)部共模電流通過(guò)天線對(duì)外造成輻射。同時(shí)還要考慮EMC設(shè)計(jì)是否有利于生產(chǎn)。