EMC辐射干扰分析

屏蔽,滤波,接地是EMC整改中三大利器,当然对于三者每个人都有自己的一些理解。

对于金属外壳产品,线缆,散热孔和缝隙需要格外重视,重点处理,处理好散热孔和缝隙的大小和彼此之间间距,可以极大提升EMC性能,而对于线缆而言,特别对于差分高速信号,需要做线缆屏蔽,如果线缆没有条件加屏蔽,需要考虑滤波加接地,我的理解是当有干扰信号通过非屏蔽线缆进入信号线后,通过特定频率的滤波措施,可以将干扰信号过滤到地平面,干扰信号进入地平面后,将会寻找阻抗最小路径回到我们测试的铜耦合板,进而回流到施加干扰信号的参考地平面,完成回流,这儿我们需要注意下,通常对于高速信号,我们都说的是,信号是寻找一条感抗最低的路径,但是这儿为什么说的是阻抗最低的路径呢。

首先我们要明白为什么高速信号回流要参考地平面回流,当信号和参考面的回来大小基本相等时,由于方向相反,对于每条路径而言,电流产生的磁通量大小基本一致,方向相反,相互抵消,即对于改线束的磁通量没有增加,也就不会产生反向电动势抑制原电流的流动;说到这里,我们解释了信号为什么选择下方回流,所以当我们干扰信号进入产品后,就会找寻一条阻抗最小的路径回到铜板,该路径阻抗包括电容,电感和电阻,电容包括实物电容和寄生电容,电感也包括寄生电感和实物电感。所以当干扰信号进入产品后,通常会发生这样的路径,由实物电容到PCB地平面,地平面会通过耦合进入铜板,如果PCB的地平面接地的话,那么会优先从接地点进入铜板,再进行回流。下面我们以一篇实例进行分析。

实验现象:在做手持抗扰类实验时,当干扰信号对准无线天线时,干扰频率在2G到6G频率时,发现wifi无线信号丢失,不满足等级A的要求。

实验原因分析:我们从屏蔽,滤波,接地角度入手分析。

wifi无线信号外部有屏蔽层,但是由于需要焊接在客体外壳,屏蔽层出现了一定破损,如图所示

对于此处屏蔽层,是直接接到金属外壳的,如果此时出现破损,将会导致干扰信号直接进入产品,如果此时内部硬件和软件上没有做好滤波和抗干扰措施,可能会导致出错,所以我们将破损的屏蔽层用铜箔包裹好接地,重新测试,发现有了明显好转,但是还是会出现信号中断。

我们再来分析电路,从滤波和接地角度出发,因为是WIFI天线,其工作频率较高,只能选择容值非常小的电容进行尝试,我们选择了增加一颗TVS管,既可以防止静电,也可以进行一定滤波处理,基于加强屏蔽的措施同时验证,同时在靠近滤波电容的位置用导电海绵将PCB的地连接到金属外壳,发现得到了进一步改善。

至此,硬件结构措施已经施加了,但是还是不能完全解决问题,我们考虑软件角度增强产品的抗干扰特性,通过跟软件同事沟通,可以采取降低发射功率,调频手段,我们再重新验证,发现可以通过实验。

总结:EMC问题往往不是一两个措施就能解决问题的,需要从软件,硬件,结构多角度来分析。

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  • dy-KWsphClW 02-24 17:58
    写得不错
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