chiyu 发表于 2012-9-6 19:59

电磁干扰诊断技巧实例分析二(转帖)

三. 最大角度判断技巧在EMI测试时,除了天线要测试水平与垂直二个极化方向外,待测物的桌子并且要旋转360度,记录最大的噪声读值,因此当发现噪声无法符合时,除了先判断水平和垂直噪声的差异外,便是要将待测物旋转到最大的噪声位置,由于电子产品其噪声的辐射往往会在某一个角度最大,而此时待测物面向天线的位置,往往是造成辐射的来源,通常要分析这位置附近的组件、导线及屏蔽效果,如此则较容易锁定范围,再仔细分析问题。实例三最大角度的判断
file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-1496.png图5file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-28897.png图6
差异:1.图5是待测物正面对向接收天线。2.图6是待测物侧面对向接收天线。说明 :1.这两张图是待测物面对接收天线不同的角度,由于角度的不同,很明显地噪声的强度也有很大的差别。分析讨论比较上两图,由于待测物面对天线的位置不同,则噪声强度明显的不同,这也说明了噪声源是在产品的某一部份,亦即靠近天线最大时的位置部份必须仔细分析诊断。这个判断方法也是如前一样,可能会遇到不管桌子是转在那一个角度,噪声强度皆是一样高,如果碰到这种产品,一般而言是较难处理的,因为待测物的每一个方向噪声皆一样强,表示此噪声源已将机器内的每一部份皆感染,处理这一类机器的EMI问题,通常要花一些时间,有时则要使用金属弹片、铜箔或喷导电漆来抑制噪声。最大角度的判断
file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-6411.png图 (g)file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-32618.png图 (h)
图(g)为将PC待测物转到最大角度,而图(h)则为用手按前面喷导电漆的塑料壳,结果噪声明显降低,故表示要加强导电漆与金属铁壳的密合导通效果。最大角度的判断
file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-8105.png图 (i)file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-13570.png图 (j)
图(i)为将将PC待测物转到最大角度,而图(j)则为用铜箔贴在面对天线的PC前缘外壳上,结果噪声明显降低,故表示要加强该处的屏蔽密合效果。四. Common mode与Differential mode的判断技巧关于Common mode和Differential mode的分析,相信只要接触过电磁干扰理论的读者都略知一二,许多书中也强调Commonmode和Differential mode的重要,并有详尽的图解说明其分别造成的机制,有的文章甚且长篇大论分析了一大堆理论,看了之后对Common mode和Differential mode是了解许多,但是对于如何应用与判断,可能还是有雾里看花,摸不着头绪的感觉。这主要的原因便是缺少实际测试图形的配合分析,因此笔者将重点放在实际应用分析来说明Common mode和Differential mode。实例四共模与异模的判断
file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-553.png图7file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-25808.png图8
差异:1.图7是含有共模和异模噪声的CCD产品。2.图8是待测物电源关闭后的背景噪声。说明 :1.这两张图是比较共模和异模的判断。分析讨论图7是一般测试时最常见到的噪声频谱图形,在此我们做一详细的分析。首先看整个频带的基线(Base line),其特性为一宽带的噪声,比较图8为机器关机时频谱分析仪的图形,愈高频基线愈高是因加了天线因子(AntennaFactor)的原因,亦即高于图8基线的整个宽带噪声,我们可以视为 Common mode的噪声,而其上一支支单独的噪声可以视为Differential mode噪声。将噪声分布情形分成 Common mode和Differential mode 的作用为何,主要便是要判断其分别造成的辐射来源机制,如此帮助找到问题点及对策的方法。造成 Common mode 的原因主要是接地(Ground)与屏蔽(Shield),也就是当发现 Common mode的噪声非常高时,则要先考虑产品内的接地与屏蔽的问题。而造成 Differential mode 的原因则主要是线的问题,包括电路板上的trace线、产品内部的各种导线及外部的连接线,故要从各各在线来找出问题,能够从这两个方面先把问题厘清,对于深入细部的修改是很有帮助的。为使读者能更清楚认识与运用这个观念,笔者再以下例详细说明实例五共模的分析
file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-18801.png图9file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-29950.png图10
差异:1.图9是一次侧接地和二次侧的地连接在一起。2.图10是将一次侧接地和二次侧的地分开。说明 :1.此为切换式电源供应器的产品,这两张图是说明不同接地方式所造成的影响。实例六异模的分析
file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-10366.png图11file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-25657.png图12
差异:1.图11是传真机接上电话线。2.图12是传真机的电话线取下。说明 :1.这两张图是说明因为外接线所造成异模辐射的效应。分析讨论关于共模和异模的分析,在实际的产品噪声辐射中,往往是相互混合的,有时无法单纯的将其分成共模和异模,这点在对策考虑时也必须做多方的判断,以噪声能量的观点来看,当噪声能量大多分布在Ground上,则此时在频谱仪上则会看到 Broadband的噪声明显升高,若噪声能量大多分布在Trace上,则此时在频谱仪上会看到 Differentialmode的Narrowband噪声会增加。file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-1090.pngfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-26794.pngfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-29529.pngGround            Trace VN=INRG       VN∞INATLT             Antenna 但是在实际电路板上,噪声的能量是同时会分布在Ground和Trace上,所以当Ground 的面积加大(RG减小)或Ground的噪声减小(IN减小),不仅 Common mode的辐射可降低,同时Differential mode也会随之降低,因为原先在Trace上噪声的能量一部份可被Ground所吸收,而将Trace的路径减短或面积减小,则除了降低Differentialmode的噪声外,因为辐射的天线减小后,相对地Ground噪声藉Trace所辐射的量自然也就比较小,因此这二者之间往往存在着相互转换的关系。对于这个观念必须能够清楚地了解与认识,这一点在电路板的Layout与对策上是非常重要的,也就是对噪声的防制要能够有整体的认识,而非单独针对几个组件下对策。事实上,从许多的例子可以看到,只是单纯在Crystal上加一些电阻、电容和电感(Bead),通常无法有效地去抑制噪声噪声,下面这个例子即是实际在Terminal产品上针对Oscillator对策的电路图file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-23365.png上述的范例在早期一直被一些对策人员视为秘籍,许多初学者看到后总觉得如获至宝,像上例为了抑制噪声,共使用了三个电容、四个电感和一个电阻,工程可谓浩大,但是否表示就可以有效抑制噪声的辐射,答案是否定的。这也是许多R&D工程师刚开始遇到EMI困扰时,总是信心满满认为只要在适当的地方加上滤波对策即可,结果花了许多时间却一直不能放弃噪声而感到困扰与挫折。这是因为没有对噪声的特性先做一评估,又缺少EMI整体对策的观念,所以有时低频噪声抑制下来,结果高频却又无法符合,或者120MHz噪声减低,但160MHz噪声却又升高,如此反反复覆是非常耗时的。

zyl060408416 发表于 2012-12-5 09:46

图片都是红XX哦,不过楼主很用心,没有将资料打包成附件,这样大家不用下载,就可以看了
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