电子产品的EMC整改方法探究
2018-10-25吴积贤
吴积贤
摘 要:电子产品的传导发射和辐射发射项目是(GB13
837-2012、GB9254-2008)国家3C认证标准强制需要检测的项目,而电子产品在上述项目中所花的整改周期较长,所以本文根据EMC实验室的经验,和设计师交流,并通过对相关资料的总结,得出了具体的EMC整改方法和整改措施,以供相关人士参考。
关键词:电子产品 EMC整改方法
1.当前电子产品生产企业面临的困境
当前所有标准要求的项目中,EMC的各种指标是产品设计中最难达到的,因为EMC设计经验相对较少,通常是完成设计后才进行EMC测试,如果在测试中发现问题,会使准备上市销售的产品的EMC问题没有时间解决的问题,导致项目一再延迟,还需要花费许多时间解决,也是每位处理EMC问题的研发人员比较头疼的问题。
在许多企业中,因为缺乏专业人才,并没有专门设置EMC设计的岗位。在产品设计环节,企业的而研发流程也往往缺乏专门评价产品的电磁兼容性的环节,也没有相关技术文件明确描述和要求EMC的开发流程和设计要求。而开发产品的电磁兼容性的优劣,和开发工程师的技术经验和水平有关,不能在流程和系统上保障产品的质量,所以导致好多电子产品在研发后期无法顺利的通过认证,对产品上市的速度造成较大的影响,或因为生产出的电子产品无法保证其EMC的一致性,使其在市场监督抽查时出现质量问题,也是企业内部流程的
缺点。
2.EMC概述
电磁兼容性(ElectroMagneticCompatibility),简称为EMC,是EMI和EMS的总称。EMI是电磁干扰,主要包括传导发射和辐射发射;EMS是电磁抗扰度,主要包括传导抗扰辐射抗扰。EMC指的是在同一个电磁环境中,设备不会因为其他设备的干扰而对其正常的工作造成影响,同时不会对其他设备的工作产生影响的干扰。EMC主要包括干扰源、耦合途径和敏感设备三要素,任何一个缺少都无法构成EMC的问题。
3.整机测试出现的EMC超标的整改方法
整机测试出现的EMC超标,主要是因为30M-1G的辐射问题,采取的方法主要有:
3.1整机用电脑测试软件进行水平和垂直极化方向预扫
如果出现超标噪声点,可以初步判定辐射是因为水平线或是垂直线产生。如果接收天线为水平方向而产生较强的噪声时,可以推测该噪声来源是产品内或外水平线导致;如果接收天线为垂直方向而产生较强的噪声时,可以推测该造成是由产品内或外的垂直线导致。
3.2判断最大的辐射位置
在进行EMC测试时,除了要测试天线水平和垂直的极化方向外,要把待测物的桌子旋转360度,并对其最大噪声值进行记录,所以如果发现噪声不符合时,除了先对其水平和垂直噪声的差异进行判断之外,便是把待测物旋转到最大的噪声位置,因为电子产品的噪声辐射一般会在某个角度达到最大值,而待测物面朝天线的位置,通常会是导致辐射的来源,所以对该位置附近的导线、组建和屏蔽效果进行分析,便容易锁定范围进行具体分析。
3.3判断辐射主要是由共模或差模骚扰产生的
通过分析噪声频谱预扫图形,如果发现整个频带的基线是一宽带噪声,便可以看作共模骚扰噪声,如果上边的噪声点为一支支单独的,便可看作是差模骚扰噪声。从共模骚扰和差模骚扰的作用对噪声的分布情形进行分析,通过对他们分别造成的辐射来源机制进行判断,便可以帮助其发展问题并有效解决。造成共模骚扰的主要原因是接地与屏蔽,即如果发现非常高的噪音,首先应考虑产品内的接地和屏蔽问题;导致差模骚扰的主要原因是线的问题,包括产品内各种导线、外部连接线和电路板上的布线,所以应从PCB布线和连线中寻找问题,为深入的细部修改提供正确的方向。
3.4用谐波对噪声源进行判断
大多数测试噪声的频谱图,都会看到一支支等距的噪声,这些等距的噪声也就是噪声的谐波,一般是对噪声来源进行判断的依据。对每一支等距的噪声差进行计算,即是噪声的源头频率,通常是为晶振、内存时钟等,因为电路板上通常会使用到许多频率不同的晶振、时钟等,也就容易导致对噪声来源判断时无法确定是哪个晶振、时钟所致,而利用该方法便可以快速确定和判断噪声源,然后采取针对性的措施,可省去把晶振、时钟逐一拆除再进行判断或逐一在电路板上割线的麻烦。
3.5用频谱仪判断噪声点
除了对噪声来源使用谐波观念进行判断外,还可展开判断其噪声点,即缩小频谱分析仪的范围,然后对其造成的机制进行研究。因为造成辐射噪声的成因较多,而产品有可能是因为多种功能组件引起的噪声干扰,一般频谱分析仪设置的都是由30MHz测到1000MHz,便可以很快得出哪些是不符合要求的噪声,但由于设定的频宽太大,所以噪声的状态几乎都是一支一支的,无法分析宽带噪声,如果我们缩小频谱的范圍至100kH,便可具体的分析产生的噪声波形,并根据产品电路发现噪声源。
3.6以液晶电视为例
在不对电源开机造成影响的情况下可以逐一取下导线或连线,根据频谱分析仪的噪声,确定辐射源,然后采取合理的对策:(1)针对上屏线产生的辐射骚扰,应改变上屏线的走向,并用导电布连接上屏线和液晶屏的金属背板,通过软件参数的改变,对上屏频率展频;(2)针对各种连线导致的辐射骚扰,应改变连线的走向,并用导电布和液晶屏金属背板连接连线;(3)针对主板产生的辐射骚扰,应用导电泡棉把主板内存、CPU和液晶屏金属背板连接;(4)针对接地不良产生的辐射骚扰,把金属接地螺钉拧紧,增加接地点;(5)在引起辐射超标的连接线上加磁环。
结语
总之针对EMC的问题应该在研发产品的过程中解决,而不应该在研发完成之后再修补,还应在设计中遵循相关EMC设计导则,项目团队应认真的评审电路设计和PCB设计,并在每个研发阶段进行EMC工程测试,提早发现潜在的问题,使EMC问题得到根本性解决。
参考文献:
[1] 高维胜.电子产品的EMC整改方法实例[J].电子技术与软件工程,2016(22):93-95.
[2] 曾令斌.浅谈电子产品中EMC设计流程及技术规范[J].中国新技术新产品,2012(22):33.
[3] 王铮.汽车电子产品EMC认证研究[J].安全与电磁兼容,2010(5):9-11.