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01現(xiàn)象描述

        某工業(yè)儀表依據(jù)標準GB/T 18268.1-2010進行進行RE試驗時，結(jié)果如圖1所示，在72 MHz和122 MHz兩個頻點分別超標4.43 dB和1.02 dB，456 MHz有4.08 dB裕量。

圖 1 輻射騷擾試驗結(jié)果

02原因分析

         對于電子產(chǎn)品連接器一向是產(chǎn)品EMC薄弱的環(huán)節(jié)，若設計不好，將存在很大的EMC風險。本產(chǎn)品中數(shù)字電路模塊與前面板顯示模塊通過兩個連接器相連，連接排線長34 cm。把靠近數(shù)字電路模塊的連接器拔掉，再進行RE測試，發(fā)現(xiàn)所有超標點都消失，并且最少有13 dB裕量，測試結(jié)果如圖 2所示。

圖2　去掉排線后RE測試結(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)生輻射串擾至排線造成輻射超標的可能性較小。

圖3 工業(yè)儀表結(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，但是這些地線并沒有按EMC設計原則進行設計。數(shù)據(jù)線D0~D7形成RF環(huán)路比較大，并且不同信號的回路重合，通過磁場的感性耦合串擾加?。恍盘柵c信號間無地信號隔離，容性串擾也加??；連接線過長，地線的總體等效電感比較大，環(huán)路中的差模電流經(jīng)過地阻抗轉(zhuǎn)變成典型的共模輻射。連接線的長度加上PCB印制線的長度，總長度為45 cm，這長度遠遠大于λ/20形成有效的天線。我們對比去掉端接電阻RP13、RP14、RP15前后的近場掃描結(jié)果，發(fā)現(xiàn)輻射源確實就是顯示模塊的數(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。降低輻射可以通過降低輻射源和減短輻射天線來實現(xiàn)。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已固定，無法減小排線的長度，并且長度若不能減小到波長的一半以下，減小天線的長度也沒有明顯的效果。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一個鐵氧體磁環(huán)形成一個共模扼流圈。在排線加鐵氧體磁環(huán)后，再進行RE試驗，產(chǎn)品通過測試并有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。這樣共模電流會通過屏蔽層流入大地；也能將干擾信號屏蔽于屏蔽層內(nèi)；還能降低排線間的寄生電容減小排線間的容性串擾。將連接排線換成屏蔽排線后再進行RE測試，測試結(jié)果如圖 4所示，通過測試并有7 dB裕量。

圖4　使用帶屏蔽的連接排線RE測試結(jié)果

04經(jīng)驗總結(jié)

     通過以上整改方案產(chǎn)品順利通過RE試驗，產(chǎn)品RE設計的思路就是避免內(nèi)部共模電流通過天線對外造成輻射。同時還要考慮EMC設計是否有利于生產(chǎn)。