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1、国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 检测成就未来，检测成就品质 电子产品认证检测中的EMC问题 及其分析 赵五芹 深圳计量院电子及电器产品检测中心 Tel：0755-26941702 Fax：0755-26941529-814 Email：zhaowuqin 电子产品认证中,常出现的EMC问题 一辐射不能满足实验的要求 二传导不能满足实验的要求 三静电不能满足实验的要求 对不能满足实验的测试项目.有两种办法进行去考虑 设计前期没有考虑、或者考虑不周-事后补救(整改) 设计前期考虑EMC问题-从源头做起. 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计量
2、质 量 检 测 研 究 院 一辐射不能满足实验的要求 辐射发射的原理 电子电器设备在正常工作时，会同时向周围空间辐射骚扰 导致产品的EMI测试通不过，在解决产品辐射发射问题， 需要了解发射的原因这样才能更好有效的解决问题 一般产品的对外辐射干扰分为共模发射和差模发射 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 差模辐射何共模辐射场强计算公式 共模辐射场强： E =1.26 I L f / r 其中： I为共模电流强度；L为共模电流路径长度；f为共模电流频 率；r为测试点距离共模路径的
3、距离。 减小共模发射，减小共模电流路径的长度，减小共模电流 差模辐射场强： E = 6 .2 I A f 2/ r 其中： I为差模电流强度；A为差模电流环路面积；f为差模电流频 率；r为测试点距离差模环路的距离。 减小差模发射：减小环路面积，减小差模电流 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 减小差模和共模干扰的关键 根据对产品辐射模型的了解，我们可以初步得出产品问题设 计解决的关键 l 减小设计单板中差模信号的环路面积 l 减小设计单板中共模信号的回路路径 l加大共模阻抗，减小高频噪声电流（滤波隔离及匹配等措 施） l增大干扰源与对敏感电路之间的距离
4、 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 EMC三要素 明确EMC三要素，是工程师定位与整改EMC问 题的前提，明确了辐射发射的源头与耦和路径 ，工程师整改对策才能有的放失，快速有效的 解决问题 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 EMC三要素 干扰源 耦合路径 敏感设备 缺少一个都不能构成EMC问题，因此只要解决其中的一 个因素就可以解决EMC问题 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 电子产品的干扰源 开关电源，继电器，马达，时钟等，同时由时钟输出 到数字芯片，数字芯片输
5、出的数字信号都可能导致产 品的辐射发射超标 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 耦合路径分析 线路板上的干扰源主要是通过传导和辐射的方式，直 接或间接导致系统辐射超标！ 比如：时钟信号通过空间辐射耦合到电缆，再通过电 缆空间辐射耦合到天线接收，最终导致产品辐射发射 超标！ 对辐射的定位 整改的前提是定位 定位有两种手段：一种是直觉判断，需要完全依 靠工程师积累的EMC经验来判断，另一种是比较测 试，依靠测试仪器和EMC经验的结合来对问题进行详 细的定位判断。 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 对电子产品辐射不
6、合格的定位分析 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 附一张辐射的图： 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 对辐射的图进行分析： 1.如果在30-300Mhz之间呈现包状扫描图。判断是电源问 题引起的。 2.如果在扫描图中，发现是尖点时，需要计算，肯定是电 路中的晶振电路的倍频引起的。 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 利用频谱分析 利用频谱在样机上面找远场中找到的频点。 。 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 解决电路板上处理
7、是一种方法，下面的几种方法同样也可以用 具体如下： 连接线处加磁环 电缆采用屏蔽线 对PCB板的接口进行滤波处理 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 举例导线加磁环 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 举例采用屏蔽电缆 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 举例对PCB板的接口进行滤波处理 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 对开关电源的整改 宽带噪声抑制方法 谱线问题描述：30300MHz频段内出现宽带噪声超标，如下图 ： 问题
8、定位：一般由电源(或者是低频工作的产品)地噪声辐射 引起。 问题整改：通过在电源线上增加去耦磁环（可开合）进行验 证，如果有改善则说明和电源线有关系，采用以下整改方法： 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 30 MHz A 滤波器是否良好接地 如果设备有一体化滤波器，检查滤波器的接地是否良好，接地 线是否尽可能短 建议：金属外壳的滤波器的接地最好直接通过其外壳和地之间 的大面积搭接。 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 B 滤波器或滤波电路的输入输出是否隔离 检查滤波器的输入、输出线是否互相靠近。 国家数字电子
9、产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 滤波器 输出 模块 PCB 输入 C 适当调整滤波器件参数 适当调整X/Y电容的容值、差模电感及共模扼流圈的感量； 调整Y电容时要注意安全问题； 改变参数可能会改善某一段的辐射，但是却会导致另外 频度变差，所以需要不断的试，才能找到最好的组合。 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 Cx Cy L1 L2L4 L3 Cy L1、L2:差模电感 Cx:差模电容 L3、L4:共模电感 Cy:共模电容 D 在PCB布线时一定要控制好各回路的回流面积，可以大大减小 差模辐射。 国家数字电子产品质量
10、监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 整改中用到的元器件整改中用到的元器件 滤波的元器件 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 滤波电路中需要考虑的元器件磁珠。 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 滤波电路中的电容的选取 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 滤波电路中的电感的选取 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 对连接线上加磁环,进行滤波处理. 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检
11、测 研 究 院 案例：便携式DVD的整改 辐射整改案例 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 辐射整改案 线上加磁环和导电棉 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 辐射整改案例 通过喷导电漆对样机屏蔽处理. 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 整改后辐射扫描图: . 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 整改案例（银行卡读卡器） . 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 整改案例 . 国家数字电
12、子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 整改案例 . 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 传导整改： . 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 适当调整滤波器件参数（整改传导问题） 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 静电整改 1.采用抗干扰能力强的IC 2.对IC的供电加TVS.压敏电阻 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 产品在设计当中需要考虑EMC问题 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计
13、 量 质 量 检 测 研 究 院 产品原理设计阶段需要考虑 滤波和防护器件的考虑（电源输入的接口滤波器根据 产品功率。电源口防雷的设计、检查芯片、时钟驱动、风 扇、电机的滤波电路） 电源滤波设计 接口防护滤波的处理 关键电路设计 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 PCB的设计需要考虑的阶段 层结构的安排 电源、地的分割 重要器件的布局 滤波电容的布局 防护器件的摆放位置 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 PCB板上局部方案的设计
14、1.接口电路的走线控制 2.晶振时钟走线的处理 3.其他高速走线的处理 4.其他关键走线的控制（复位信号、串口走线） 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 通过具体的案例进行分析 在对PCB设计中，对主芯片和电源管脚增加0.001 uf 小电容。 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 结合出现的问题图，电路设计中如何考虑EMC问题 从原理图分析-主芯片电源滤波没有高频滤波电容，只有0.1 uf电容 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 原理图设计分析原理图设计分析-电源接口没
15、有滤波处理电源接口没有滤波处理 原理图设计分析-信号接口没有滤波设计 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 其他时钟问题： 1.主芯片的时钟没有滤波处理 2.高速信号线没有滤波处理 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 时钟源外壳是否接地 在PCB板上： 晶体外壳应该接地处理； 晶振的接地脚应该接地； 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 PCB GND 晶振 时钟输出匹配设计 时钟的输出根据信号质量的要求使用始端匹配， 适当变缓时钟沿，减小发射。 需要注意的是，使用时钟驱动器时，时钟驱动的 时钟输出同样需要匹配 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 GND 晶振 R RR 时钟源的电源滤波设计 采用磁珠大电容高频电容的滤波方式给时钟 源进行滤波 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检 测 研 究 院 GND 晶振 RBEAD GND 电容 单层板或双层板上时钟线的处理 单层板或双层板上的时钟建议尽可能在时钟线的 两侧包地线，条件不允许，也应该使时钟线和地 线紧邻走线，即时钟线的一侧起码有地线，以减 小时钟线的回流面积，减小差模辐射。 国家数字电子产品质量监督检验中心 深 圳 计 量 质 量 检
