簡(jiǎn)單有效的電子產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助EMC診斷方法

* 在黃金標(biāo)樣基礎(chǔ)上改進(jìn)被測(cè)試樣品設(shè)計(jì)。在原始黃金標(biāo)樣的底座上安裝另一個(gè)被測(cè)試樣品樣本作為改進(jìn)對(duì)象。根據(jù)對(duì)上一次測(cè)試并應(yīng)用計(jì)算機(jī)EMC輔助診斷系統(tǒng)進(jìn)行分析的結(jié)果，對(duì)改進(jìn)對(duì)象進(jìn)行修改，然后對(duì)改進(jìn)對(duì)象測(cè)試點(diǎn)測(cè)試并且再次應(yīng)用計(jì)算機(jī)EMC輔助診斷系統(tǒng)分析測(cè)試結(jié)果。將每次分析結(jié)果與上一次結(jié)果對(duì)比，以確保改進(jìn)向正確方向發(fā)展，直至標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果指出的超標(biāo)干擾頻率強(qiáng)度被降到預(yù)期水平以下。

2. 數(shù)據(jù)采集及其分析

數(shù)據(jù)采集主要應(yīng)考慮以下因素：

* 能反映被測(cè)試樣機(jī)的電磁干擾分布，以便用戶尋找干擾源；

* 測(cè)試方法簡(jiǎn)單易行，成本低；

* 測(cè)試可在用戶現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)進(jìn)行。

數(shù)據(jù)分析方法主要應(yīng)考慮以下因素：

* 能夠通過(guò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)分析，找出干擾源的物理位置；

* 操作簡(jiǎn)單，并能與常見(jiàn)電子產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件接口；

* 通過(guò)與上次分析結(jié)果比較，評(píng)價(jià)對(duì)被測(cè)樣機(jī)的修改效果，以指導(dǎo)用戶按正確方向修改被測(cè)樣機(jī)。

目前，有一種EMC-Scanner系統(tǒng) (電磁輻射和熱輻射掃描系統(tǒng))，用機(jī)械掃描的方法對(duì)被測(cè)對(duì)象掃描并用PC機(jī)顯示電磁輻射和熱輻射二維或三維圖像。但被測(cè)試產(chǎn)品受掃描儀框架尺寸限制，且主要適用于產(chǎn)品的PCB板。

另外一種正在研發(fā)中的計(jì)算機(jī)輔助EMC診斷系統(tǒng)，以電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家普遍擁有的數(shù)字示波器，依照黃金標(biāo)樣法在用戶現(xiàn)場(chǎng)記錄被測(cè)試產(chǎn)品的電壓波形并且以最新開(kāi)發(fā)的EMCExplorer軟件將被測(cè)試信號(hào)變換成時(shí)間-頻率域信號(hào)，指出干擾在被測(cè)試樣機(jī)中的具體位置和時(shí)間域中的位置，并可對(duì)樣機(jī)修改結(jié)果進(jìn)行定量比較，使樣機(jī)修改朝正確方向進(jìn)行。EMCExplorer軟件還可與現(xiàn)有的印刷電路板EDA軟件(例如PROTEL)接口，直接分析EDA軟件的仿真結(jié)果，實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的EMC計(jì)算機(jī)輔助診斷。

應(yīng)用實(shí)例

一個(gè)典型的DC/DC變換器的EMC測(cè)試結(jié)果表明：EMI在頻率4MHz,10MHz和13MHz超標(biāo)。在變換器的印刷電路上均勻選取一些測(cè)試點(diǎn)并進(jìn)行編號(hào)(本例中我們選取19點(diǎn)，從00到18編號(hào))，如圖4所示。用數(shù)字示波器測(cè)試所選的測(cè)試點(diǎn)(本例中我們僅測(cè)量PCB板，但實(shí)際應(yīng)用中可從被測(cè)產(chǎn)品的任何部位采樣)，每個(gè)點(diǎn)的測(cè)試波形保存成相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件(SC1.001-SC1.019),供EMCExplorer分析。 EMCExplorer對(duì)各測(cè)試點(diǎn)的13MHz干擾頻率進(jìn)行分析，得出圖5結(jié)果，其中數(shù)據(jù)文件SC1.019(點(diǎn)18)和SC1.004(點(diǎn)03)的干擾幅度最大。對(duì)各測(cè)試點(diǎn)的10MHz干擾頻率分析得到相同結(jié)論。對(duì)各測(cè)試點(diǎn)的4MHz干擾頻率分析表明點(diǎn)18干擾最大，點(diǎn)9其次。分析上述測(cè)試結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)點(diǎn)3是接地點(diǎn)，干擾值卻異常高?？紤]到點(diǎn)3附近有T1震蕩器，干擾很可能由此而起。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，T1接地焊接不良。重新焊接后再次測(cè)試，點(diǎn)3接地點(diǎn)的13MHz干擾果然有所下降?？紤]到點(diǎn)18是干擾的集中點(diǎn)，我們?cè)邳c(diǎn)18和點(diǎn)0之間焊接一只300uf電容，13MHz和10MHz頻率的EMI被進(jìn)一步降低到了標(biāo)準(zhǔn)曲線以下。

我們轉(zhuǎn)而對(duì)點(diǎn)9數(shù)據(jù)做時(shí)間-頻率分析(圖6)，圖6中的上圖為原始波形，中圖為該波形的時(shí)間-頻率分析，下圖為該波形的傅立葉變換。中圖表明最嚴(yán)重的4 MHz干擾發(fā)生在時(shí)間0.012ms，0.022ms和0.042ms,雖然這些時(shí)刻的波形幅度在上圖中看起來(lái)并非最大。根據(jù)這些時(shí)刻波形的相位關(guān)系，我們查明這些波形分別由不同的開(kāi)關(guān)二極管的開(kāi)或關(guān)產(chǎn)生。用開(kāi)或關(guān)速度較慢的開(kāi)關(guān)二極管替代原有器件，我們有效的減低了這些時(shí)刻的4MHz干擾。

小結(jié)

計(jì)算機(jī)輔助EMC診斷可以簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品EMC達(dá)標(biāo)流程中的EMC測(cè)試并可在用戶現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)進(jìn)行，從而減少電子產(chǎn)品EMC達(dá)標(biāo)的費(fèi)用和縮短達(dá)標(biāo)周期。計(jì)算機(jī)輔助EMC診斷由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩部分組成，通過(guò)黃金標(biāo)樣法來(lái)正確實(shí)施。其中數(shù)據(jù)分析軟件可以與印刷電路板EDA軟件接口，實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的EMC計(jì)算機(jī)輔助診斷。