輻射發(fā)射測試不通過的整改方法
輻射發(fā)射主要是指能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間或能量以電磁波形式在空間傳播的現(xiàn)象。輻射騷擾是電磁兼容EMC測試的重要內(nèi)容,也是測試最不容易通過且最難整改的項目,輻射騷擾超標的產(chǎn)品可能引起周圍裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害,一定要整改合格、符合有關(guān)法規(guī)標準要求,產(chǎn)品才能順利走向市場。
一、輻射發(fā)射主要騷擾來源
1.開關(guān)電源的開關(guān)頻率及諧波騷擾;
2.交流電機的運行噪聲、直流電機的電刷噪聲;
3.電磁感應(yīng)設(shè)備的電磁騷擾;
4.智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾等。當(dāng)我們通過騷擾定位方式找到輻射發(fā)射超標點的騷擾源后,即可采用相對應(yīng)的騷擾源抑制措施。一般來說,首先抑制騷擾源,這可以通過優(yōu)化電路設(shè)計、電路結(jié)構(gòu)和排版,加強濾波和正確的接地來達到。其次是要切斷耦合途徑,這可以通過正確的機殼屏蔽和傳輸線濾波達到。
二、電子、電氣產(chǎn)品內(nèi)的主要電磁騷擾源
1.設(shè)備開關(guān)電源的開關(guān)回路:騷擾源主頻幾十kHz到百余 kHz,高次諧波可延伸到數(shù)十兆赫茲;
2.設(shè)備直流電源的整流回路:工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百 kHz;
3.電動設(shè)備直流電機的電刷噪聲:噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百 MHz;
4.電動設(shè)備交流電機的運行噪聲:高次諧波可延伸到數(shù)十MHz;
5.變頻調(diào)速電路的騷擾發(fā)射:騷擾源頻率從幾十kHz 到幾十MHz設(shè)備運行狀態(tài)切換的開關(guān)噪聲:噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz;
6.智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾:騷擾源主頻幾十 kHz 到幾十 MHz,高次諧波可延伸到數(shù)百 MHz ;
7.微波設(shè)備的微波泄漏:騷擾源主頻數(shù) GHz;
8.電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁騷擾發(fā)射:騷擾源主頻幾十 kHz,高次諧波可延伸到數(shù)十 MHz;
9.電視電聲接收設(shè)備的高頻調(diào)諧回路的本振及其諧波:騷擾源主頻數(shù)十 MHz 到數(shù)百 MHz,高次諧波可延伸到數(shù) GHz;
10.信息技術(shù)設(shè)備的及各類自動控制設(shè)備數(shù)字處理電路:騷擾源主頻數(shù)十 MHz 到數(shù)百MHz,高次諧波可延伸到數(shù)GHz。
三、整改方法
1. 了解產(chǎn)品的特點、輻射騷擾超標情況;
2. 了解原理圖中主芯片的工作原理,分析振蕩信號和高頻信號的騷擾源;
3. 結(jié)合Layout和原理圖,分析主要騷擾源頭;
4. 采取適當(dāng)措施,進行整改;
5. 驗證整改效果;
6. 效果不理想返回檢查,綜合考慮方案簡化和驗證,找出最簡單、經(jīng)濟方案;
7. 測試合格后,記錄筆記,小結(jié)經(jīng)驗。
四、測試不通過的典型原因
大多數(shù)產(chǎn)品沒能通過輻射發(fā)射測試的原因是連接線纜的輻射或殼體的泄漏。
連接線線纜輻射:I/O電纜或電源電纜,由于其屏蔽層與機架或殼體搭接不好或缺少足夠的濾波或簡單地穿過屏蔽殼體,所以通常會輻射高頻諧波。
通常情況下,200MHz以下不合格的原因為電纜輻射。較低頻率的發(fā)射通常都是由電纜產(chǎn)生的,他們的物理長度使得其能成為好的天線,天線越大,他們的發(fā)射更為有效。電纜通常為設(shè)備的最長部分,從而為最低頻的發(fā)射源。其連接線的輻射發(fā)射可參考《物聯(lián)產(chǎn)品電磁兼容分析與設(shè)計》的連接線電纜的設(shè)計。
金屬機殼:較高頻率通常大于200MHz的發(fā)射普遍上來自于設(shè)備的金屬外殼。在較高頻率,I/O電纜通常為感性,因此對于射頻電流來說,其阻抗要比機殼的大;基于這個原因,機殼上的射頻電流通常會產(chǎn)生輻射。這種情況的一個例外是受試設(shè)備為大型設(shè)備。一臺較高的金屬箱體,當(dāng)其位于接地平面上時,在大約30~50MHz可能存在1/4波長的諧振。
一種常見的輻射源為機殼上的縫隙。設(shè)備內(nèi)的電路板能在機殼的內(nèi)表面上產(chǎn)生電流。這些高頻電流可從縫隙或間隙泄露出去,然后在設(shè)備機殼或殼體外部附近流動。因此,整個殼體成了發(fā)射天線。
一種例外情況是:當(dāng)電流被耦合到機殼上的點非常接近發(fā)射源時,他們中的大多數(shù)電流能夠返回到發(fā)射源。這就是為什么在電路板上或電路板的參考返回平面上使用旁路電容(電容的高頻通路)是非常好的。原因就是他們能與機殼實現(xiàn)很好的搭接。
然而,當(dāng)高頻電流在設(shè)備的殼體內(nèi)部流動,當(dāng)他們到達縫隙時,肯定能夠很容易地流過這個接縫點。幾mΩ的阻抗將在縫隙上產(chǎn)生電壓,從而產(chǎn)生輻射強的電場。注意:水平縫隙從其頂部到底部將具有電壓梯度或矢量,能產(chǎn)生垂直極化的電場;垂直的縫隙主要產(chǎn)生水平極化的電場。一種好的判斷方法是:電場的主要極化-假設(shè)使用的是電場天線,然后確定這種電場是否是由搭接不好的縫隙產(chǎn)生。
檢測試驗找彭工136-9109-3503。
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