電磁干擾診斷導(dǎo)則

1電磁干擾診斷導(dǎo)則本文件給出了電子/電氣設(shè)備電磁干擾診斷技術(shù)和電磁干擾故障解決方法。本文件適用于電子/電氣設(shè)備的電磁干擾故障診斷，并為電子/電氣設(shè)備的電磁干擾故障的解決提供指導(dǎo)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T4365-2003電工術(shù)語(yǔ)電磁兼容（IEC60050(161):1990+A1:1997+A2:1998，IDT）3術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)3.1術(shù)語(yǔ)和定義GB/T4365-2003界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1.1衰減attenuation信號(hào)在從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的傳輸過程中，其電壓、電流或功率減少的量值。3.1.2耦合路徑couplingpath能量從噪聲源傳輸?shù)绞軘_電路或系統(tǒng)所經(jīng)由的結(jié)構(gòu)或媒介。3.1.3串?dāng)_crosstalk一個(gè)電路到另外一個(gè)電路的電磁耦合。注：這種現(xiàn)象通常出現(xiàn)在線纜之間或電路印制線之間。3.1.4騷擾源disturbancesource噪聲源noisesource對(duì)其他電路或系統(tǒng)產(chǎn)生電磁騷擾/干擾或破壞的源。示例：開關(guān)電源、時(shí)鐘電路（晶振電路）、高速數(shù)據(jù)總線、感性負(fù)載的通斷等。3.1.52插入損耗insertionloss；IL插入損耗是由傳輸線路或系統(tǒng)中插入轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)所引起的，它是下述a)、b)兩項(xiàng)的比值，通常以分貝數(shù)表示：a)在插入轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)之前，分配給傳輸線路或系統(tǒng)中待置轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)后續(xù)部分的功率；b)在插入轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)之后，分配給傳輸線路或系統(tǒng)中該后續(xù)部分的功率。3.1.6受擾者victim接收電磁騷擾且受到干擾的電子元件、電路、裝置或系統(tǒng)。3.2縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。AC交流（alternatingcurrent）ASIC專用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit)AMN人工電源網(wǎng)絡(luò)（artificialmainsnetwork）BCI大電流注入（bulkburrentinjection）CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computeraideddesign)CE傳導(dǎo)發(fā)射（conductedemissions）CI傳導(dǎo)抗擾度（conductedimmunity）CS傳導(dǎo)敏感度（conductedsusceptibility）DC直流（directcurrent）EFT/B電快速瞬變脈沖群(electricalfasttransient/burst)EM電磁（electromagnetic）EMC電磁兼容（electromagneticcompatibility）EMI電磁干擾（electromagneticinterference）ESD靜電放電（electrostaticdischarge）EUT受試設(shè)備（equipmentundertest）GDT陶瓷氣體放電管（gasdischargetubes）IC集成電路（integratedcircuit）MOV壓敏電阻（metaloxidevaristors）PPTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲（polymerpositivetemperaturecoefficient）PCB印制電路板（printedcircuitboard）RE輻射發(fā)射（radiatedemissions）RI輻射抗擾度（radiatedimmunity）RS輻射敏感度（radiatedsusceptibility）SMT表面貼裝技術(shù)(surfacemountingtechnology)SPG玻璃氣體放電管（sparkgapprotectors）TVS瞬態(tài)電壓抑制器（transientvoltagesuppressors）TSS半導(dǎo)體放電管（thyristorsurgesuppressors）4電磁干擾診斷概述4.1電磁干擾診斷基本概念4.1.1EMI的三個(gè)要素3EMI要求的三個(gè)要素如下：——能量（騷擾）源；——受擾者，即接收器或受擾電路或系統(tǒng)；——耦合路徑。EMI的三個(gè)要素及其能量的耦合方式如圖1所示，能量耦合方式主要有以下4種：——感性耦合，其要求時(shí)變的電流源和兩個(gè)“環(huán)路”或兩條平行導(dǎo)線（具有返回路徑），其主要是通過磁耦合。注1：這種耦合的例子包括：開關(guān)電源中的電源變壓器（具有大的di/dt）與附近電纜的耦合或一條“有噪”——容性耦合，其要求時(shí)變的電壓源和兩塊緊耦合的金屬“板”；這種金屬板也可以是兩條平行導(dǎo)注2：這種情況的一個(gè)例子是開關(guān)電源（具有大的dV/dt——輻射耦合，其要求兩副天線，例如發(fā)射電路或?qū)Ь€與接收電路或?qū)Ь€。這些天線之一也可以是大的結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，能量源被耦合給金屬外殼、設(shè)備或電纜。這些天線之一也可以是作為能量源的發(fā)射機(jī)，如圖1所示。接收器（或圖1中的接收設(shè)備）可能為廣播或電視接收機(jī)或其他受擾設(shè)備。在EMI試驗(yàn)中，另外一副天線將會(huì)是實(shí)驗(yàn)室所用的EMI天線和接收機(jī)系統(tǒng)。能作為天線的常見結(jié)構(gòu)可能包括I/O電纜、內(nèi)部電纜和屏蔽殼體上的開口、槽或縫隙。如果這些結(jié)構(gòu)（電纜或縫隙）的耦合頻率接近諧振頻率（通常對(duì)應(yīng)于半波長(zhǎng)的諧振頻率則這種情況更符合形成天線的條件。這種類型的耦合往往位于EUT外部；——傳導(dǎo)耦合，其要求源與接收器之間具有兩條連接導(dǎo)線，且這種耦合通常與導(dǎo)線的長(zhǎng)度無關(guān)。噪聲源與受擾電路之間也同時(shí)存在共阻抗（導(dǎo)線或外殼結(jié)構(gòu)）。在大多數(shù)情況下，這種耦合為低頻效應(yīng)（小于50kHz），通常稱為地環(huán)路。在音頻或聲音系統(tǒng)中通常存在這種問題。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)分系統(tǒng)通過相同的電源供電時(shí)經(jīng)常也會(huì)出現(xiàn)這種問題。一種好的故障診斷技術(shù)是為每個(gè)分系統(tǒng)單獨(dú)供電，然后看是否解決了耦合問題。這種類型的耦合位于設(shè)備的內(nèi)部或者外部。感性耦合和容性耦合稱為近場(chǎng)耦合。需重點(diǎn)指出，對(duì)于近場(chǎng)耦合，如果耦合結(jié)構(gòu)之間增加小的距離，耦合效應(yīng)將會(huì)顯著地減小。把兩個(gè)環(huán)路或平面相隔開是一種好的干擾故障診斷技術(shù)。例如，如果懷疑電源變壓器可能會(huì)與某個(gè)敏感電路相耦合，則應(yīng)盡力延長(zhǎng)變壓器的引線使得變壓器和可疑受擾電路之間存在一定的距離。通過改變鐵心和繞組的方位，如果觀察到耦合發(fā)生大的變化，則就可確認(rèn)其為近場(chǎng)耦合。這些類型的耦合通常出現(xiàn)在EUT內(nèi)部。4騷擾源電路或設(shè)備接收電路或設(shè)備騷擾源電路或設(shè)備接收電路或設(shè)備耦合路徑感性耦合容性耦合輻射耦合傳導(dǎo)耦合圖1EMI的三個(gè)要素及其能量的耦合方式4.1.2近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)由于電磁（EM）能量源為時(shí)變的電壓源或電流源，因此，當(dāng)非常接近這些源時(shí)主要的場(chǎng)分量為電場(chǎng)（E）或磁場(chǎng)（H）。通常，導(dǎo)線或電路印制線都被認(rèn)為是主要的磁場(chǎng)源，而高壓產(chǎn)生的主場(chǎng)分量為電場(chǎng)?？紤]這種問題的另外一種方式，即電流環(huán)路是主要的磁場(chǎng)源，而金屬表面（例如散熱片）是主要的電場(chǎng)源。電路印制線產(chǎn)生的是電場(chǎng)還是磁場(chǎng)，則取決于其與環(huán)路相關(guān)的多還是與金屬表面相關(guān)的多。這些源可使用近場(chǎng)探頭確定，近場(chǎng)探頭設(shè)計(jì)用來主要測(cè)量磁場(chǎng)或者主要測(cè)量電場(chǎng)。5如圖2所示，高阻抗電路（經(jīng)常與高壓相關(guān)）通常會(huì)產(chǎn)生高電平的電場(chǎng)，而低阻抗電路（經(jīng)常與大電流環(huán)路相關(guān)）往往會(huì)產(chǎn)生高電平的磁場(chǎng)。當(dāng)探頭（或接收天線）遠(yuǎn)離電磁能量源超過大約六分之一波長(zhǎng)（即λ/2π)時(shí)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的阻抗趨于自由空間的波阻抗Z0（大約為377Ω),電磁場(chǎng)將成為平面波。由于所有天線都能對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)產(chǎn)生響應(yīng)，因此通常都使用天線測(cè)量電場(chǎng)或磁場(chǎng)，但當(dāng)評(píng)估EUT產(chǎn)生的輻射發(fā)射時(shí)，測(cè)量天線主要測(cè)量一定距離（通常為3m或10m）處的電場(chǎng)。近場(chǎng)近場(chǎng)高阻抗（電）場(chǎng)Z0=120π=377Ω低阻抗（磁）場(chǎng)距騷擾源的距離，為r=λ/2π的倍數(shù)遠(yuǎn)場(chǎng)圖2近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)以及與波阻抗之間的關(guān)系電小環(huán)天線結(jié)構(gòu)（例如短的電纜或電路印制線其與能量的波長(zhǎng)相比是短的，通常為弱的輻射體，它們發(fā)射的能量隨著距離的三次方（1/r3）快速地進(jìn)行衰減。因此，磁場(chǎng)源與接收電路或?qū)Ь€通常必須非常地接近且位于近場(chǎng)范圍內(nèi)。這即為磁場(chǎng)耦合。導(dǎo)線和金屬面板或金屬板為高阻抗的電場(chǎng)源。它們發(fā)射的能量，不像磁場(chǎng)衰減的那樣快，而是隨著距離的二次方（1/r2）進(jìn)行衰減。它們可以與其他高阻抗電路、導(dǎo)線或金屬板實(shí)現(xiàn)最佳耦合。這些金屬結(jié)構(gòu)之間必須非常地接近且位于近場(chǎng)范圍內(nèi)。這即為容性電場(chǎng)耦合。圖2給出了近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)以及與波阻抗（ZW）之間的關(guān)系示例，其為確定近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的幾種模型之一。這些模型和過渡區(qū)取決于許多因素，包括發(fā)射結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)的物理尺寸、增益、源阻抗和負(fù)載阻抗。當(dāng)六分之一波長(zhǎng)仍位于過渡區(qū)內(nèi)時(shí)，通常認(rèn)為3λ的距離可確保為遠(yuǎn)場(chǎng)，λ/16則確保為近場(chǎng)。應(yīng)指出的是，在遠(yuǎn)場(chǎng)中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)引起噪聲問題的潛在機(jī)率是相等的。要確定的是哪種場(chǎng)在實(shí)際當(dāng)中影響最顯著？敏感電路是什么？敏感電路具有更多的暴露環(huán)路面積，其會(huì)對(duì)磁場(chǎng)敏感，還是敏感電路具有更多的暴露表面面積，其會(huì)對(duì)電場(chǎng)敏感？4.1.3接地/搭接在EMI故障診斷領(lǐng)域內(nèi)，接地（grounding）實(shí)際上是指EUT內(nèi)電路或組件的返回路徑。經(jīng)常指的是信號(hào)或電源的返回路徑而不是地或地平面。然而，術(shù)語(yǔ)“地(ground)”本身就很容易對(duì)其產(chǎn)生誤解，6尤其對(duì)于EMI分析，它也指用于把EUT與大地相連接的安全綠導(dǎo)線地。術(shù)語(yǔ)“地”在工程設(shè)計(jì)中通常被誤用，由于信號(hào)或電源返回路徑或參考更能準(zhǔn)確地表達(dá)正確的EMI設(shè)計(jì)概念，因此將選擇使用此定義。搭接指的是兩塊導(dǎo)電材料（通常為金屬片或電纜的屏蔽層）之間低阻抗的連接，它指的是多次搭接或連接的點(diǎn)之間應(yīng)具有較低的直流阻抗（例如小于10mΩ,盡管許多標(biāo)準(zhǔn)要求小于2.5mΩ或者更?。：玫拇罱涌蔀殡娏鞯牧鲃?dòng)（包括高頻電流）確保實(shí)體路徑。關(guān)鍵的問題是電流必須能夠無阻擋地流回到能量源。在實(shí)際當(dāng)中并不存在這種具有魔法的孔或地上的某點(diǎn)，即噪聲電流大量流入或消失在這些地方。4.1.4殼體上的間隙殼體上的間隙，當(dāng)長(zhǎng)度大于大約1/10波長(zhǎng)（該波長(zhǎng)為EUT產(chǎn)生的許多諧波頻率中的任何一個(gè)所對(duì)應(yīng)的）時(shí)，其開始作為有效的輻射天線。由于天線既能接收又能發(fā)射，因此這些間隙也能使外部的射頻或脈沖能量進(jìn)入到EUT內(nèi)部，從而引起電路的擾亂。此外，任何組件，例如LCD顯示屏，也必須在多點(diǎn)進(jìn)行搭接。當(dāng)盡力評(píng)估屏蔽殼體搭接的完整性時(shí)，粘性銅帶或鋁箔都是很有用的故障診斷工具。4.1.5電纜搭接任何I/O或電源連接器的導(dǎo)電外殼都應(yīng)與EUT的屏蔽殼體進(jìn)行很好地搭接，這也是非常的重要。由于完整的圓形（例如360°)搭接有助于阻止電纜的輻射。4.1.6屏蔽金屬屏蔽體可作為高頻場(chǎng)的屏障。大多數(shù)EUT都有完全包圍電路的金屬殼體或金屬鍍層的塑料殼體?；谏鲜鲈?，確保EUT殼體的所有部分很好地搭接在一起則是非常的重要。當(dāng)需要將電纜穿過EUT殼體時(shí)就需要技巧。除非電纜連接器搭接到殼體，否則共模（噪聲）電流將會(huì)沿著電纜導(dǎo)線或電纜屏蔽層的外層進(jìn)行泄漏。這里的重點(diǎn)是搭接。這必須是非常低阻抗（10mΩ或更?。┑倪B接，理想情況下應(yīng)與EUT殼體進(jìn)行360°搭接（也就是連接器的所有面都應(yīng)與EUT殼體進(jìn)行搭接）。這意味著涂層（例如油漆、鍍層等）都將會(huì)阻止好的搭接。連接器的一面搭接到機(jī)殼要比高阻抗的360°連接（差的搭接）更好。4.1.7濾波在設(shè)計(jì)很好的EUT中通常都會(huì)使用濾波器。安裝它們的目的是阻止高頻電流（其會(huì)產(chǎn)生輻射發(fā)射）的流動(dòng)或阻止脈沖能量（例如ESD、電源線瞬態(tài)）或射頻進(jìn)入電路。殼體設(shè)計(jì)為非屏蔽的EUT必須依靠濾波和好的PCB設(shè)計(jì)以符合EMI要求。例如，通常使用下述方式：——開關(guān)電源的輸入和輸出都需要進(jìn)行濾波以平滑直流輸出以及阻止開關(guān)噪聲電流通過電源的輸入導(dǎo)線進(jìn)行發(fā)射；——微控制器集成電路（IC）的復(fù)位引腳通常安裝RC濾波器；——I/O數(shù)據(jù)線和電源線使用RC濾波器或共模扼流圈；——I/O電纜上所夾的鐵氧體可作為高頻扼流圈。應(yīng)記住，濾波器的作用是建立高阻抗以阻止電纜上流動(dòng)的射頻電流或?yàn)殡娏鞣祷氐奖镜啬芰吭刺峁┑妥杩沟穆窂?。通常如果能?shí)現(xiàn)這兩個(gè)目的則是最佳的。4.1.8電纜布線和互連電纜通常情況下，由于：——EUT的外殼為非屏蔽的且電路和PCB設(shè)計(jì)的不好或者；——電纜連接器穿過屏蔽殼體時(shí)搭接的不正確（如圖3所示）。因此，在EMI發(fā)射中，電纜很可能是首要的發(fā)射源。7輻射敏感度輻射發(fā)射圖3電纜連接器穿過屏蔽殼體時(shí)產(chǎn)生的輻射注：穿過屏蔽殼體的電纜會(huì)使屏蔽無效，高頻共模電流在屏蔽體的外層產(chǎn)生輻射。此互連電纜為EUT的特殊設(shè)計(jì)情況。為了實(shí)現(xiàn)最佳的EMI性能，在EUT設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使互連電纜的數(shù)量最少。此外，對(duì)于每一條信號(hào)和電源導(dǎo)線，都應(yīng)有信號(hào)和電源返回導(dǎo)線。對(duì)于排線，應(yīng)考慮在信號(hào)導(dǎo)線和電源導(dǎo)線下面增加信號(hào)或殼體返回平面，但應(yīng)確保這種返回平面在電纜的每一端在多個(gè)地方應(yīng)與每個(gè)電路的信號(hào)返回路徑相連接。這樣做的目的是使環(huán)路面積最小。最后，應(yīng)確?；ミB電纜之間或與另外的能量源不會(huì)產(chǎn)生耦合（如圖4所示）。如果殼體為金屬，那么電纜最好接近金屬片進(jìn)行布線以減小電纜周圍的電場(chǎng)。散熱片金屬過壁連接器寄生電容高壓開關(guān)裝置PCB圖4互連電纜需重新進(jìn)行布線以遠(yuǎn)離能量源4.1.9PCB的考慮設(shè)計(jì)人員通常都非常注意PCB上信號(hào)印制線的布線，但經(jīng)常卻沒有考慮它們的返回路徑。理解和解決EMI問題的關(guān)鍵是理解電流的流動(dòng)。電流以環(huán)路的形式流動(dòng)，盡管許多數(shù)字設(shè)計(jì)人員忘了這個(gè)重要的事實(shí)。他們經(jīng)常涉及的是電壓電平（高邏輯電平和低邏輯電平）－一個(gè)門輸入給另外一個(gè)門，等等。大多數(shù)原理圖的檢查表明，一半的原理圖都忘了地或信號(hào)和電源返回系統(tǒng)。忽略了所有的電源和信號(hào)返回路徑，這些信號(hào)的布線都是電路板布線人員和CAD程序的一時(shí)疏忽。這會(huì)導(dǎo)致顯著的EMI問題。通常重要的是理解返回電流是如何返回到它們的源以及確保返回路徑為低阻抗。8首先，考慮高頻電流是怎樣流動(dòng)的。在低頻時(shí)，返回電流通常沿著電阻最小的路徑流動(dòng)，在大約50kHz以下時(shí)，返回電流通常沿著電阻最小的路徑流動(dòng)，通常為源和負(fù)載電路之間最直接的路徑。在高頻時(shí)，返回電流通常沿著阻抗最小的路徑流動(dòng)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是，在較高頻率時(shí)，當(dāng)信號(hào)（或電源）導(dǎo)線或印制線以及與之相關(guān)的返回路徑（另外一條導(dǎo)線或返回平面）的物理尺寸最小時(shí)其路徑的自感最小。由于這種現(xiàn)象，產(chǎn)生的結(jié)果是信號(hào)或電源導(dǎo)線中的電流和返回電流通常會(huì)使流出電流和輸入電流之間的物理空間最小。如果迫使返回路徑形成了較大的環(huán)路面積，這種環(huán)路的作用類似環(huán)天線，將會(huì)產(chǎn)生輻射發(fā)射。當(dāng)頻率大于大約50kHz時(shí)，返回電流通常在信號(hào)印制線下方（或者上方，取決于信號(hào)印制線板的層結(jié)構(gòu)）的信號(hào)返回平面上直接流動(dòng)。如果迫使返回路徑距信號(hào)印制線的下面有較長(zhǎng)的路徑，那么環(huán)路的物理尺寸將變的非常大，通常會(huì)產(chǎn)生輻射（作為環(huán)天線），也將產(chǎn)生共模電壓源。這些電壓源會(huì)在PCB的周圍且通常沿著I/O電纜或電源電纜產(chǎn)生共模電流，這些電纜然后會(huì)像單極天線或偶極子天線一樣產(chǎn)生輻射。EUT設(shè)計(jì)的PCB的信號(hào)和電源返回平面上不能存在疏忽的間隙。強(qiáng)行改變電流路徑會(huì)產(chǎn)生環(huán)繞PCB的磁場(chǎng)。當(dāng)進(jìn)行PCB布線時(shí)，產(chǎn)生EMI的另外一個(gè)常見問題是改變參考平面層，沒有為返回電流的信號(hào)印制線規(guī)定閉合的物理路徑。例如，如果信號(hào)印制線在參考返回平面的頂部開始布線，穿過過孔，繼續(xù)參考到這個(gè)相同的返回平面，這是沒有任何問題的。然而，經(jīng)常存在這樣的情況，一條印制線從板子上的一層（參考到信號(hào)返回平面）開始，穿過過孔后到達(dá)另外一層（其使用不同的參考平面）。如果這兩個(gè)參考平面（即信號(hào)返回路徑）的電位相同，且兩層通過過孔多次連接在一起，那么規(guī)定的返回路徑將具有小的環(huán)路面積（希望如此）。數(shù)字信號(hào)參考到相同的參考平面。返回電流具有規(guī)定的和物理上小的閉合環(huán)路面積，其將產(chǎn)生低的發(fā)射。當(dāng)數(shù)字信號(hào)參考到兩個(gè)不同的平面時(shí)，在信號(hào)印制線的穿過點(diǎn)，兩個(gè)層之間應(yīng)使用一個(gè)或多個(gè)過孔（如果兩個(gè)平面的電位相同）。如果兩個(gè)平面的電位不同（例如信號(hào)返回平面和電源平面那么應(yīng)盡可能使用兩個(gè)或多個(gè)縫合電容在信號(hào)的穿過點(diǎn)將這兩個(gè)平面相連接，優(yōu)先采用對(duì)稱的方式。然而，如果兩個(gè)參考平面具有不同的電位（例如信號(hào)返回平面和電源平面那么返回路徑可能會(huì)規(guī)定的不好，從而形成具有較大環(huán)路面積的繞行路線，這將有效地復(fù)現(xiàn)上述提到的間隙問題。為了更好的規(guī)定信號(hào)電流的返回路徑，在信號(hào)印制線最初穿過第二個(gè)參考平面的地方需要放置附加的過孔。如果電路足夠的復(fù)雜以致于可能有太多的參考平面變化，那么可能性價(jià)比更高的是使用附加層（通常推薦至少為6～8層）以增加附加的信號(hào)或電源返回層。應(yīng)指出的是，為了實(shí)現(xiàn)最佳的高頻噪聲抑制，電源/返回“三明治”式的層間距要?。?.08mm～0.1mm認(rèn)為是理想的）。通常情況下，電源和電源返回平面之間0.08mm～0.1mm的間距能夠提供好的高頻旁路，因此，去耦電容要均勻的放置在基板面的周圍。然而，如果使用更傳統(tǒng)的0.25mm間距，那么去耦電容必須從物理上盡可能近的放置在每一個(gè)IC的VCC引腳。另外一種常見錯(cuò)誤是把數(shù)字（或大功率的模擬）信號(hào)印制線布線時(shí)穿過電路中敏感的模擬電路部分。當(dāng)定義模擬返回平面時(shí)也經(jīng)常犯這種錯(cuò)誤。這種錯(cuò)誤也會(huì)出現(xiàn)在任何孤立平面，例如電源平面。一種常見的錯(cuò)誤是數(shù)字印制線布線時(shí)穿過無噪的模擬返回平面。數(shù)字開關(guān)噪聲通常會(huì)干擾低電平的模擬信號(hào)。也應(yīng)指出，當(dāng)改變參考平面兩次，這就迫使返回電流遠(yuǎn)離阻抗最小的路徑，這是產(chǎn)生共模電流的常見原4.2電磁干擾診斷原理有許多手段可對(duì)EMI問題進(jìn)行故障診斷。EMC的故障診斷過程由以下四個(gè)基本步驟組成：a)分離和攻克：這里的目的是嘗試去掉元件、分系統(tǒng)或者相關(guān)設(shè)備，以確認(rèn)它們是否對(duì)EMI問題產(chǎn)生了效應(yīng)。例如，如果問題是輻射發(fā)射，應(yīng)嘗試移走EUT的輔助設(shè)備以確認(rèn)問題是出自輔助設(shè)備還是EUT。由于電纜通常為輻射源，因此另一種好的試驗(yàn)方法是移走所有不必要的電纜。如果EUT9仍還超過發(fā)射限值，那么出問題的可能是屏蔽殼體或PCB，應(yīng)首先解決它們。b)主效應(yīng)：特定頻率的諧波發(fā)射通常是由多個(gè)源或輻射結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，這些源或輻射結(jié)構(gòu)中的一個(gè)可能是主要的，要比其他源或輻射結(jié)構(gòu)的發(fā)射要強(qiáng)。當(dāng)使用一種或多種可能的解決辦法，定位到主要的發(fā)射源時(shí)才可能看到發(fā)射的減小。通常最佳的做法是使用所有潛在的解決辦法使EUT合格。然后再開始逐一的去掉所使用的解決辦法，最后識(shí)別出到底是哪些方法幫助解決了問題。c)“打死”策略：這里使用的方式不考慮成本和復(fù)雜性，先使用一切辦法使EUT合格。然后再回過來進(jìn)行簡(jiǎn)化，以確定成本最低的解決辦法。很多時(shí)候，由于有些潛在的EMI解決辦法成本過高或過于復(fù)雜，并沒有去嘗試使用它們。首先“打死它（即讓EUT通過符合性試驗(yàn)）”，然后再降低成本。d)使用EMC解決辦法：當(dāng)涉及的工作頻率為幾十MHz或幾百M(fèi)Hz時(shí)，不能輕率地使用解決辦法。例如，如果確定在某個(gè)位置使用電容可解決問題，但焊接的電容具有長(zhǎng)的（5cm～8cm）引線，這長(zhǎng)引線的電感將會(huì)影響電容的性能，尤其是在較高的頻率。在這些頻率，應(yīng)盡可能地使用引線長(zhǎng)度最短的元件或SMT元件。另外一個(gè)好的例子是屏蔽電纜和外殼之間好的射頻搭接。電纜屏蔽層或電路板和外殼之間連接的短導(dǎo)線（也稱為軟編織線）在所考慮的諧波頻率時(shí)很可能不具有足夠低的阻抗。為了使搭接更為有效，需要進(jìn)行多次連接或者可能的話，使用短（例如0.6cm）寬的金屬條（或多條導(dǎo)線）進(jìn)行搭接。耦合路徑耦合路徑傳導(dǎo)輻射電視，廣播感性容性傳導(dǎo)輻射數(shù)字電路感性容性輸入/輸出電纜接收器振蕩器騷擾源抗擾度發(fā)射ESD圖5用于EMI問題故診斷的騷擾源－耦合路徑－接收器模型解決EMI問題的技巧是能夠識(shí)別提供能量的源和潛在的耦合路徑以及理解（表征）接收器和接收電路。圖5給出了不同騷擾源和接收器的示例。應(yīng)指出的是，對(duì)于發(fā)射和抗擾度，四種耦合路徑同樣有效。對(duì)于輻射發(fā)射，接收器通常為EMC試驗(yàn)設(shè)施中使用的EMI接收機(jī)或頻譜分析儀。EUT或系統(tǒng)產(chǎn)生的發(fā)射通常具有規(guī)定的限值。根據(jù)EUT或系統(tǒng)以及預(yù)期的使用環(huán)境，這些限值可能非常的低或比較高。在實(shí)際環(huán)境中，接收器可能是任何通信系統(tǒng)或其他設(shè)備。對(duì)于抗擾度問題，能量源可能為ESD、附近的兩路射頻發(fā)射機(jī)或電源線浪涌或瞬態(tài)（由雷擊或電源線上的大負(fù)載產(chǎn)生也可能為產(chǎn)生噪聲的設(shè)備，例如電源線上連接的電機(jī)或?yàn)V波不好的開關(guān)電源。對(duì)于發(fā)射問題，源的識(shí)別通常最容易。可以使用近場(chǎng)探頭（磁場(chǎng)或電場(chǎng)）確定最大能量電平。常見的內(nèi)部能量源有時(shí)鐘振蕩器、大功率緩沖器、模數(shù)（A/D）或數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器、專用集成電路（ASI電源變壓器或開關(guān)器件或任何具有快速上升沿的高頻數(shù)字信號(hào)（例如低速存儲(chǔ)器或地址總線）。也可以嘗試在單個(gè)電源和I/O信號(hào)電纜上使用射頻電流探頭確定發(fā)射源。對(duì)于200MHz左右以下的多數(shù)輻射發(fā)射問題，電纜產(chǎn)生的輻射發(fā)射問題要比設(shè)備外殼或內(nèi)部電路直接產(chǎn)生的多。對(duì)于抗擾度問題，能量源來自外部，因此這些源包括射頻發(fā)射、ESD以及不同的電源線瞬態(tài)和浪涌。對(duì)ESD或電源線瞬態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可將這些現(xiàn)象與出現(xiàn)的問題相聯(lián)系并進(jìn)行識(shí)別。這些抗擾度問題的故障診斷將在后面的章條中進(jìn)行詳細(xì)討論。一旦識(shí)別出了潛在的騷擾源，接下來的一步是識(shí)別潛在的耦合路徑。如果已知了騷擾源，可用下面這些方式識(shí)別耦合路徑?！獋鲗?dǎo)耦合：通常情況下，如果路徑為傳導(dǎo)耦合路徑，將處理的是導(dǎo)線或電纜束上的時(shí)變（交流或射頻）電流，這些電流可能沒進(jìn)行足夠的濾波（或去耦）。這種電流必須先傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的位置或負(fù)載，然后通過另外一條導(dǎo)線或電纜束返回到騷擾源。另外一種常見的情況是噪聲源和受擾源之間具有公共的返回路徑。干擾電流與環(huán)路的長(zhǎng)度無關(guān)，因此，如果盡力把騷擾源和接收器（或受擾電路）從物理上相隔開，干擾問題仍還存在，那么這種問題通常就是傳導(dǎo)耦合。然而，輻射耦合也仍是有可能的；——感性或容性耦合：如果耦合是感性或容性的，增加騷擾源和接收器之間的物理距離可顯著地減小干擾或?qū)﹄娐返挠绊憽＠?，騷擾源為電源變壓器，應(yīng)嘗試著把變壓器連接在延長(zhǎng)的導(dǎo)線上，使得其位于不同的方向或距離上。如果騷擾源為開關(guān)電源的散熱片，把散熱片短時(shí)間的移走然后看是否解決了問題（如果移走散熱片電源工作起來不安全，那就盡力使用附加的非導(dǎo)電但導(dǎo)熱的墊子或隔離物以減小電容）。散熱片也會(huì)與附近的電纜產(chǎn)生容性耦合。當(dāng)監(jiān)測(cè)干擾時(shí)應(yīng)嘗試移動(dòng)電纜。感性耦合通常出現(xiàn)在電纜和PCB電路之間或者兩條電纜之間。此外，使用隔離通常也能表明耦合機(jī)理是否為感性的；——對(duì)于輻射發(fā)射試驗(yàn)，輻射耦合主要是由EUT電纜或殼體上的縫隙產(chǎn)生的發(fā)射通過空間耦合（傳播）給EMI接收天線。增加EUT和EMI天線之間的物理間隔通常并不能使諧波的幅值產(chǎn)生非常大的變化。5輻射發(fā)射問題診斷5.1概述通常情況下，輻射發(fā)射試驗(yàn)不合格的原因?yàn)殡娎|輻射或殼體上的縫隙、孔徑產(chǎn)生的泄漏。對(duì)于輻射發(fā)射，下述檢查清單可用于EUT符合性試驗(yàn)之前預(yù)試驗(yàn)或EUT符合性試驗(yàn)不合格后的問題診斷。板級(jí)輻射發(fā)射診斷可參考附錄A。5.2輻射發(fā)射檢查清單輻射發(fā)射由射頻能量產(chǎn)生，而這種能量可由非常小的電流或電壓形成。寄生能量和交叉耦合噪聲是常見的問題。任何金屬物體都可能會(huì)成為天線，尤其是電纜。因此考慮以下方面：——通常，200MHz以下的輻射能量由電纜作為輻射源。在較低頻率時(shí)，由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)，因此導(dǎo)線或電纜能成為很好的天線；——通常，200MHz以上的輻射能量由殼體作為輻射源。頻率越高，輻射能量的更可能是設(shè)備的殼體，或者當(dāng)設(shè)備沒有金屬殼體或?yàn)殚_放式的框架時(shí)輻射能量來自內(nèi)部電路板；——確保所有屏蔽電纜在其兩端實(shí)現(xiàn)低阻抗的搭接。通常高頻情況下應(yīng)確保屏蔽層與殼體或連接器360°環(huán)接，需注意的是低頻情況下屏蔽層與殼體或連接器兩端搭接有可能會(huì)形成地環(huán)路。除非絕對(duì)需要，否則避免使用軟辮線進(jìn)行搭接；——如果使用軟辮線對(duì)屏蔽電纜進(jìn)行搭接，那么應(yīng)確保其盡可能的短；——確保殼體的金屬片之間實(shí)現(xiàn)低阻抗（搭接電阻為10mΩ或更?。┐罱?，搭接處應(yīng)沒有能夠產(chǎn)生電阻的油漆或其他涂層、油脂、污垢、腐蝕或氧化層；——確認(rèn)進(jìn)/出設(shè)備的每條線纜都宜進(jìn)行濾波，且濾波器應(yīng)安裝在鄰近線纜進(jìn)/出設(shè)備的位置。對(duì)于金屬外殼的設(shè)備，濾波器的金屬外殼與設(shè)備機(jī)殼地應(yīng)有良好的低阻抗搭接；對(duì)于非金屬外殼的設(shè)備，濾波器的金屬外殼與設(shè)備保護(hù)地應(yīng)有良好的電氣連接；對(duì)于板載濾波電路，濾波電路應(yīng)布置于靠近I/O引線的接口處，若內(nèi)部連接引線使用非屏蔽線纜，其長(zhǎng)度一般不超過3cm；——如果80MHz以下存在垂直極化的發(fā)射，那么應(yīng)嘗試著增大電源線與接地平面之間的距離，這將減小從EUT到天線通過接地平面的耦合路徑。反之，應(yīng)嘗試著縮短電源線與接地平面之間的距離以確認(rèn)發(fā)射是否增大，從而確認(rèn)該垂直極化的發(fā)射是否與電源線與接地平面之間的耦合相關(guān)；——如果有與EUT相連的輔助設(shè)備，應(yīng)確認(rèn)它們不是噪聲源。如果可能的話，關(guān)掉輔助設(shè)備的電源。如果不能關(guān)掉輔助設(shè)備的電源，那么可以關(guān)掉EUT的電源，僅留下輔助設(shè)備工作。如果發(fā)射信號(hào)仍存在，那么噪聲源可能為輔助設(shè)備而不是EUT。5.3不合格的典型原因EUT沒能通過輻射發(fā)射試驗(yàn)的原因通常是由電纜的輻射、金屬殼體的輻射或縫隙泄漏引起的：——電纜：I/O電纜或電源電纜由于其屏蔽層與機(jī)架或殼體搭接不良、缺少足夠的濾波或簡(jiǎn)單地穿過屏蔽殼體，因此其通常會(huì)產(chǎn)生高頻輻射。通常情況下，200MHz以下不合格的原因?yàn)殡娎|輻射，電纜通常為EUT的最長(zhǎng)部分，電纜的物理長(zhǎng)度使其能成為有效的發(fā)射天線（天線越長(zhǎng)，發(fā)射效率越高）?！饘贆C(jī)殼：高頻（通常大于200MHz）發(fā)射通常由EUT的金屬機(jī)殼產(chǎn)生。高頻時(shí)，I/O電纜通常為感性，對(duì)于流動(dòng)的射頻電流，其阻抗要比機(jī)殼的阻抗大，因此，機(jī)殼上的射頻電流通常更易產(chǎn)生輻射。一種例外情況是EUT為大型設(shè)備，例如，一臺(tái)2.1m高的金屬殼體，當(dāng)其位于接地平面上時(shí)，在30MHz～40MHz可能存在四分之一波長(zhǎng)的諧振。——機(jī)殼縫隙：EUT內(nèi)的電路板能在機(jī)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漏出去，在EUT機(jī)殼或殼體外部的附近流動(dòng)。因此，整個(gè)殼體變成了一個(gè)發(fā)射天線。一種例外情況是當(dāng)電流被耦合到機(jī)殼上的點(diǎn)非常接近于騷擾源時(shí)，它們中的大多數(shù)能夠返回到騷擾源，這就是在電路板上或電路板的參考返回平面上使用旁路電容抑制輻射發(fā)射的原因。然而，當(dāng)EUT殼體的高頻電流流經(jīng)縫隙時(shí)，該縫隙會(huì)對(duì)高頻電流呈現(xiàn)阻抗（例如幾毫歐從而在縫隙間產(chǎn)生電勢(shì)差，該電勢(shì)差產(chǎn)生電場(chǎng)輻射發(fā)射。應(yīng)指出的是，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(chǎng)；垂直的縫隙主要產(chǎn)生水平極化的電場(chǎng)。一種好的故障診斷技術(shù)是通過電場(chǎng)（假設(shè)使用的是電場(chǎng)天線）的主要極化，然后確定這種電場(chǎng)是否由垂直或水平搭接不良的縫隙產(chǎn)生。如果EUT包括顯示屏，那么顯示屏跟機(jī)殼之間的安裝縫隙易出現(xiàn)泄漏。其他的泄漏區(qū)域包括通風(fēng)口或插入式子卡（典型的個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)殼上所用的）與機(jī)箱擋板之間的空隙。5.4輻射發(fā)射故障診斷程序5.4.1在符合性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的輻射發(fā)射故障診斷程序通常，需要在符合性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行輻射發(fā)射故障診斷。需考慮以下方面：——宜能夠在診斷過程中看到頻譜分析儀的顯示屏，同時(shí)需確保觀察到的發(fā)射不是來自于FM廣播、蜂窩電話等產(chǎn)生的環(huán)境信號(hào)?？赡苄枰獢嚅_EUT與電源的連接以確認(rèn)是否為環(huán)境信號(hào)?！?dāng)診斷輻射發(fā)射時(shí)，人員進(jìn)入電波暗室會(huì)影響到EUT的輻射發(fā)射測(cè)試結(jié)果。發(fā)射電平可能會(huì)與進(jìn)入之前不同，同時(shí)EUT最大發(fā)射位置的角度也可能發(fā)生變化。EUT及其電纜發(fā)生輕微的移動(dòng)，允允許站立區(qū)域最大發(fā)射位置的角度也可能會(huì)發(fā)生變化。因此在診斷過程中，EUT的輻射發(fā)射電平若有降低時(shí)，要意識(shí)到其結(jié)果可能是最大發(fā)射的角度或位置發(fā)生了移動(dòng)引起的?！苊庹驹跍y(cè)量天線和EUT之間，因?yàn)槿梭w是極好的射頻吸收體（見圖6）。用于顯示頻譜分析儀屏幕的監(jiān)視器避免站立區(qū)域圖6故障診斷時(shí)試驗(yàn)人員站立的位置（俯視圖）輻射發(fā)射故障診斷程序如下：——通過用手抓住（如果這樣做安全的話）和松開電纜，就能夠快速識(shí)別電纜是否為輻射體。當(dāng)這樣做的時(shí)候，應(yīng)盡可能減小移動(dòng)，因?yàn)殡娎|也將與電波暗室和人員所站的區(qū)域諧振或失諧?；蚩赏ㄟ^使用一根非導(dǎo)電棍挑起電纜，此時(shí)人員站立的位置到EUT有一定的距離，由于不與電纜相接觸，這減小了人員對(duì)電纜輻射場(chǎng)的影響。此時(shí)，看到的測(cè)量結(jié)果的任何變化都將來自于電纜的移動(dòng)；——與EUT相連的I/O電纜，每次可嘗試著僅斷開這些電纜中的一根，其余電纜仍保持連接，直到所有的電纜都被斷開，這有助于識(shí)別是哪根電纜產(chǎn)生了輻射；——使用非導(dǎo)電的鉤針，每次從電纜束中拉出單根導(dǎo)線，可以用手指接觸這些導(dǎo)線（如果這樣做安全的話觸摸和放開導(dǎo)線以確認(rèn)它們是否敏感以及輻射發(fā)射電平是否發(fā)生了改變；——測(cè)量導(dǎo)線或電纜屏蔽層上流動(dòng)的共模電流，是識(shí)別輻射電纜的最佳方法之一。通過用電流探頭就近鉗住EUT的導(dǎo)線，用頻譜分析儀測(cè)量導(dǎo)線中的射頻電流，這種射頻電流與輻射發(fā)射有很強(qiáng)的相關(guān)性。實(shí)際上，對(duì)于電短電纜（小于四分之一波長(zhǎng)），能夠預(yù)測(cè)其產(chǎn)生的電場(chǎng)（單位：V/m這種電場(chǎng)可與標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行比較；——使用近場(chǎng)探頭測(cè)量導(dǎo)線產(chǎn)生的電場(chǎng)或磁場(chǎng)也是識(shí)別輻射電纜的最佳方式之一。通過用近場(chǎng)探頭沿著線纜移動(dòng)，注意變化探頭的方向以獲得最大測(cè)量值，這種電場(chǎng)或磁場(chǎng)與EUT的輻射發(fā)射有很強(qiáng)的相關(guān)性。b）殼體排查：——如果認(rèn)為不是電纜產(chǎn)生的問題，在安全的前提下可將手放置在設(shè)備的殼體或外殼上。如果可能的話，可按壓或擠壓機(jī)箱以確保金屬片的接觸或斷開。在這種情況下，可能會(huì)看到輻射發(fā)射電平的突然抬高或降低，這表明機(jī)箱的某些地方被斷開了或得到了良好接觸。若為這種情況，檢查金屬表面之間的涂層或噴涂物。c）輔助設(shè)備排查：——在排查輔助設(shè)備是否為輻射源時(shí)，在不影響EUT主要功能的前提下，可以關(guān)掉輔助設(shè)備的供電。若無法關(guān)掉輔助設(shè)備的供電時(shí)，則可以反過來，關(guān)掉EUT留下輔助設(shè)備，如果輻射發(fā)射仍存在，則輔助設(shè)備可能是輻射源。輔助設(shè)備位于電波暗室外也適用；——進(jìn)出暗室的電纜可能包含大量的射頻能量，它們?cè)诎凳覂?nèi)能重新進(jìn)行傳播，應(yīng)確保這些電纜進(jìn)行了有效濾波、屏蔽或使用某些方式進(jìn)行了處理以避免產(chǎn)生輻射問題。有時(shí)在較長(zhǎng)的輔助電纜上串一些鐵氧體磁環(huán)能有效的減小其對(duì)EUT的影響。如果不能對(duì)EUT或輔助設(shè)備進(jìn)行斷電，可以嘗試著通過改變負(fù)載、運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)率或其他功能，然后觀察輻射發(fā)射電平的變化。d）整體排查：——可考慮使用一對(duì)長(zhǎng)的鋁編織針（還可以使用萬(wàn)用表的表筆或焊接在導(dǎo)線上的連接器插針使用絕緣膠帶（例如電工膠帶）包裹其中一根的絕大部分，通過使用編織針的導(dǎo)電端接觸連接器、連接器的插針、電路板、機(jī)箱和機(jī)殼部件（但一定要小心連接器插針的短路等觀察發(fā)射電平的增加或減小，可識(shí)別出敏感區(qū)域，在這些區(qū)域應(yīng)仔細(xì)地進(jìn)行排查。由于當(dāng)導(dǎo)線連接到敏感區(qū)域時(shí)，它們能與天線的極化處于相同的方向，因此這樣的方式很容易使用；——對(duì)于小型和中型設(shè)備，可使用鋁箔包裹整個(gè)設(shè)備。由于覆蓋的區(qū)域很大，最好不要使用銅膠帶或鋁膠帶。當(dāng)用導(dǎo)電膠帶一層一層包裹設(shè)備時(shí)，所建立的阻抗能顯著的減小屏蔽層的屏蔽效能。鋁箔不像導(dǎo)電膠帶，它們不會(huì)受到阻抗建立的影響，包裹設(shè)備時(shí)鋁箔應(yīng)疊加幾次，以覆蓋鋁箔之間的縫隙。如果可能的話，鋁箔應(yīng)與所有連接器和電纜的屏蔽層進(jìn)行搭接。為了確保這種搭接，在連接器的周圍要使用扎線帶或束線帶。如果設(shè)備還繼續(xù)輻射，則可以把包裹了鋁箔的設(shè)備放置在導(dǎo)電接地平面（即地板，如果它作為接地平面）上。如果設(shè)備仍還繼續(xù)輻射，那電纜很可能仍還存在問題。如果使用這種方式解決了輻射發(fā)射問題，那么機(jī)殼可能是輻射不合格的原因。慢慢地剝離認(rèn)為很可能沒有問題的區(qū)域（例如沒有顯示屏或連接器的實(shí)體面板）上的鋁箔，最后再移去連接器和顯示屏上的鋁箔。每次剝離一些鋁箔，進(jìn)行核查以確認(rèn)發(fā)射電平是否返回到之前的值或仍保持低值。通常，當(dāng)進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)需要觀察頻譜分析儀的顯示屏，這是最佳的故障診斷方式。5.4.2在自有設(shè)施中進(jìn)行發(fā)射故障診斷程序5.4.2.1概述最佳的工作區(qū)域通常為地下室，因?yàn)閺V播、對(duì)講設(shè)備或蜂窩電話在該區(qū)域產(chǎn)生的環(huán)境信號(hào)幅值較小。把EUT放置在桌子或工作臺(tái)的一端，另外一端放置簡(jiǎn)單的天線，距離EUT大約1m遠(yuǎn)。為了更清楚地觀察諧波發(fā)射，需要將天線移的更近。固定測(cè)量天線的位置，這樣就不會(huì)出現(xiàn)無意的天線移動(dòng)，也就不會(huì)影響測(cè)量。為了進(jìn)行整體故障診斷，幾乎可以使用任何測(cè)量天線。當(dāng)然，如果測(cè)量天線諧振在所關(guān)注的頻帶內(nèi)則是最好的。場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)/dB(μV/m)把頻譜分析儀與測(cè)量天線相連，將其調(diào)節(jié)到所關(guān)注的一個(gè)諧波或多個(gè)諧波頻率上。由于把測(cè)量從實(shí)驗(yàn)室移到了工作臺(tái)上，因此測(cè)量不再是已校準(zhǔn)的?，F(xiàn)在需要在專門的試驗(yàn)布置條件下建立測(cè)量結(jié)果的基準(zhǔn)線，這樣通過對(duì)比，能知道是否對(duì)發(fā)射進(jìn)行了改善。如果頻譜分析儀有這種基準(zhǔn)線，可把顯示線設(shè)置到最大諧波值上。如果正在同時(shí)評(píng)估好幾個(gè)諧波，也可以把基準(zhǔn)線都保存在屏幕上，在故障診斷的過程中與之相比較。這可作為參考以幫助判斷使用的解決辦法是否有用。如果測(cè)量距離為1m，那么可以使用調(diào)整后的如圖7所示的輻射發(fā)射限值，這樣就可以粗略地評(píng)估發(fā)射電平是否能符合3m或10m的發(fā)射限值要求。注1：由于被測(cè)的頻率可能位于近場(chǎng)，結(jié)果僅是一種粗略的估計(jì)。經(jīng)驗(yàn)表明在測(cè)量頻率/MHz圖7測(cè)量距離3m轉(zhuǎn)換為測(cè)量距離1m的輻射發(fā)射限值（即加上6dB的修正因子）離之間并不是線性的反比關(guān)系。其次，認(rèn)為2dB～3dB的減小是顯著的改善，但此數(shù)值可能小于測(cè)量誤差或5.4.2.2時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生窄帶諧波的源有晶振或時(shí)鐘振蕩器、內(nèi)部的鎖相環(huán)（PLL）時(shí)鐘上變頻器、快速時(shí)鐘信號(hào)或其他產(chǎn)生快速（ps或ns）上升時(shí)間的數(shù)字電路。對(duì)于為理想方波的晶振或時(shí)鐘，其占空比為準(zhǔn)確的50%且沒有過沖或失真時(shí)將只有奇次諧波（例如，3次、5次、7次等）。然而，由于晶振或時(shí)鐘脈沖的占空比通常都有偏差（即占空比與準(zhǔn)確的50％有偏離且由于信號(hào)的失真、上升和下降時(shí)間等，因此將會(huì)出現(xiàn)偶次諧波。通常情況下，它們的幅值要小于奇次諧波。與50％理想占空比的偏差小于1％時(shí)產(chǎn)生的偶次諧波和奇次諧波是相等的。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，通常不同時(shí)鐘源的兩個(gè)或多個(gè)諧波將會(huì)落在相同的頻率上。雖對(duì)某一個(gè)時(shí)鐘使用了解決辦法，但看見的是諧波的幅值可能并沒有明顯的改善。示例：假設(shè)1＃諧波的值為50dBμV/接下來縮小范圍，看問題是由電纜發(fā)射還是由外殼發(fā)射產(chǎn)生的（或兩者的組合）。這時(shí)可以使用近場(chǎng)探測(cè)或使用電流探頭，它們能非常有效地確定發(fā)射源。使用電流探頭靠近EUT鉗住電纜，每次鉗住一根，沿著電纜向兩個(gè)方向分別慢慢地滑動(dòng)探頭以得到最大讀數(shù)以識(shí)別最強(qiáng)的發(fā)射源。通常情況下，電纜上200MHz以下的共模電流與輻射發(fā)射問題直接相關(guān)。此外，也可以使用電場(chǎng)探頭在殼體或外殼的縫隙附近探測(cè)泄漏。作為通用規(guī)則，如果泄漏縫隙被限定在較短的長(zhǎng)度，那么它可能對(duì)總的發(fā)射問題的影響不大。若泄漏縫隙的長(zhǎng)度接近十分之一波長(zhǎng)或更長(zhǎng)（例如，半波長(zhǎng)的泄漏縫隙可作為有效的天線那么這種縫隙可用銅膠帶進(jìn)行處理。嘗試著移走不需要的I/O電纜以確認(rèn)是否是它們引起了輻射發(fā)射的超標(biāo)。嘗試著在電纜上增加鐵氧體磁環(huán)。但一定要規(guī)定鐵氧體磁環(huán)的材料，確保它能衰減電纜上的共模電流從而減小所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。如果知道所測(cè)電纜中流動(dòng)的諧波電流值，那么就可以使用此電流值來估算某一距離（通常為3m或10m）處的電場(chǎng)。若使用的電流探頭具有單位傳輸阻抗（傳輸阻抗為1Ω或修正因子為0dB那么就可以把電壓值直接轉(zhuǎn)換為電流值。例如，60dBμV的電壓測(cè)量值可直接轉(zhuǎn)換為60dBμA的電流。然而，應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是傳輸阻抗隨著頻率變化。需要確保在所測(cè)頻率上使用的傳輸阻抗是正確的。使用電流探頭測(cè)量電流，然后估算符合性試驗(yàn)中所用的典型測(cè)量距離處的電場(chǎng)。球效應(yīng)”（一個(gè)頻點(diǎn)的諧波值減小了，而另外一個(gè)頻點(diǎn)的諧波值又增加了）。這種現(xiàn)象通常是由電纜或其他金5.4.2.3發(fā)射的識(shí)別一旦發(fā)現(xiàn)EUT的結(jié)構(gòu)（電纜、縫隙或其他孔徑）作為輻射天線，那么這時(shí)要打開EUT，盡力確定驅(qū)動(dòng)外部電纜或縫隙產(chǎn)生輻射的發(fā)射源和可能的耦合機(jī)理。通常情況下，發(fā)射源要追溯到特定的電路板或一組電路板上是更加的困難。對(duì)于此問題，在發(fā)射電纜的內(nèi)部（在噪聲源端）增加鐵氧體磁環(huán)通常有用。同時(shí)，尋找與其他電纜捆在一起的且相耦合的噪聲電纜。例如，嘗試著將噪聲電纜重新布置到其他地方。通常情況下，把噪聲電纜沿著金屬外殼進(jìn)行布置可減小電纜產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。最壞情況下，可能需要使用附加的濾波對(duì)EUT的有噪部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。為了識(shí)別可能是輻射源的內(nèi)部電纜，考慮使用射頻電流探頭。把電流探頭鉗在電纜上有助于對(duì)所懷疑的電纜上或者甚至單根導(dǎo)線上的發(fā)射源進(jìn)行定位。這時(shí)雖測(cè)得的發(fā)射值將與測(cè)量整個(gè)EUT得到的發(fā)射值不同，且測(cè)量曲線也可能與測(cè)量整個(gè)EUT得到的測(cè)量曲線不完全相同（整個(gè)EUT的發(fā)射有兩個(gè)寬帶頻率峰值，但測(cè)量電纜時(shí)僅看到一個(gè)但這是一個(gè)極好的可能解決問題的著手點(diǎn)。應(yīng)記住的是此時(shí)測(cè)得的輻射源可能僅是兩個(gè)或多個(gè)源中的一個(gè)，因此，如果整個(gè)EUT的測(cè)量曲線中有兩個(gè)凸起的峰，但測(cè)量一根電纜時(shí)僅測(cè)到了一個(gè)，那么需要再繼續(xù)尋找另外一條輻射電纜或其他的輻射源。5.4.2.4電源線發(fā)射如果輻射發(fā)射仍存在且懷疑是由電源線產(chǎn)生的，可以使用AMN測(cè)量100MHz以下的傳導(dǎo)發(fā)射進(jìn)行某些故障診斷。使用AMN測(cè)量傳導(dǎo)發(fā)射，然后與在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的輻射發(fā)射結(jié)果進(jìn)行比較。如果發(fā)現(xiàn)兩條曲線具有相似性，電源線是產(chǎn)生輻射發(fā)射問題的發(fā)射源之一，但不是全部。傳導(dǎo)發(fā)射的減小有助于改善輻射發(fā)射。然而，發(fā)射源可能有多個(gè)，電源線僅是它們當(dāng)中的一個(gè)。只單獨(dú)使用這種解決辦法不能保證解決所有問題。5.4.2.5濾波器隨著頻率的增加，濾波器周圍的耦合噪聲也可能隨之增加。這就是為什么濾波器的安裝位置非常的重要：它的安裝位置必須非常接近于EUT中的連接器或電纜進(jìn)出點(diǎn)。濾波器安裝位置不當(dāng)或遠(yuǎn)離連接器安裝，都會(huì)使大量的能量潛在地與已濾波的線纜相耦合。如果這些有噪聲的線纜沒有經(jīng)過濾波離開外殼，那么它們能夠產(chǎn)生輻射發(fā)射。此外，如果設(shè)備的外殼為非導(dǎo)電塑料或?yàn)殚_放式的機(jī)架，那么良好的濾波和電路布線則是重要的。電路產(chǎn)生的所有電流必須控制到本地且能返回到源。5.4.2.6電容器應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，用于對(duì)輻射發(fā)射進(jìn)行濾波的所有電容器都應(yīng)為陶瓷電容器或其他高頻類型的電容器。電解電容器和鉭電容器在輻射發(fā)射的頻率范圍內(nèi)沒有足夠的工作帶寬。因此，它們對(duì)改善輻射發(fā)射并沒有效果。5.4.2.7鐵氧體磁環(huán)鉗在電纜上的鐵氧體被稱為，這樣稱呼的原因如下：把鐵氧體鉗在電纜上并祈禱能起作用。如果它們起作用，那么就可以考慮使用它們，因此，它們可能是恰當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法。使用的鐵氧體應(yīng)有較小的磁導(dǎo)率(μi）且在較高頻率時(shí)通常也能起作用。同內(nèi)直徑較大的鐵氧體相比，內(nèi)直徑較小的鐵氧體能較好的耦合磁場(chǎng)且具有較高的阻抗，因此，需要使用適合于導(dǎo)線的內(nèi)直徑最小的鐵氧體。同時(shí)也要規(guī)定鐵氧體的阻抗，其在所關(guān)注的頻率范圍內(nèi)能產(chǎn)生足夠的損耗，這也是非常的重要。對(duì)于大多數(shù)的輻射發(fā)射問題，鐵氧體的磁導(dǎo)率通常要小于1000才能有效。然而，新開發(fā)的材料其磁導(dǎo)率則要比1000大。此外應(yīng)指出，和夾式鐵氧體相比，實(shí)體的鐵氧體環(huán)能提供較好的抑制效果。這是因?yàn)閵A式鐵氧體具有固有的間隙，雖然為磁場(chǎng)建立了阻抗，但其減小了有效阻抗。實(shí)體的鐵氧體環(huán)則不存在此問題。5.4.2.8屏蔽層屏蔽層可能為電纜、外殼或者為這兩者。前面已討論了外殼屏蔽層。對(duì)于電纜，重要的是要確保屏蔽層使用對(duì)稱的端接搭接到連接器上－至少在屏蔽層的每一側(cè)使用一條短的“豬尾巴”線與連接器進(jìn)行搭接。然而，360°的端接最為理想。許多電纜設(shè)計(jì)時(shí)使用“豬尾巴”線，該“豬尾巴”線在高頻時(shí)為感性的，因此會(huì)產(chǎn)生高阻抗。圖8示出了端接“豬尾巴”線的屏蔽電纜。這條“豬尾巴”線中會(huì)流過大的電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)又會(huì)與連接器所連接的導(dǎo)線相耦合。它也會(huì)耦合產(chǎn)生沿著電纜屏蔽層的外部流動(dòng)的共模電流，使得電纜產(chǎn)生輻射。圖8屏蔽層使用單條軟辮線的非對(duì)稱端接此外，由于傳導(dǎo)耦合或輻射耦合，屏蔽層上會(huì)有流動(dòng)的大電流，因此外殼上也有流動(dòng)的電流，其將產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)會(huì)與連接器附近的裸露導(dǎo)線產(chǎn)生耦合。在圖9中，使用分開的端接，這減小了每一條“豬尾巴”線的電流，但此電流也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。然而，應(yīng)指出的是，兩條對(duì)稱的“豬尾巴”線中的電流產(chǎn)生的場(chǎng)為磁場(chǎng)，它們?cè)谶B接器中的方向相反。這樣做雖不是理想的磁場(chǎng)相消，但在某種程度上減小了它們的合成場(chǎng)。因此，由于減小的電流和方向相反的場(chǎng)，對(duì)稱端接的“豬尾巴”線是可以使用的。如果可能的話，可以使用兩條或多條“豬尾巴”線，對(duì)稱地環(huán)繞連接器布置。更好的辦法（作為故障診斷試驗(yàn)或臨時(shí)性的解決辦法）是嘗試著使用鋁箔包裹屏蔽層的末端、“豬尾巴”線和連接器。這將為所有導(dǎo)線建立一個(gè)完整的殼體以及使用非常低阻抗的連接把屏蔽層搭接到外殼。圖9屏蔽層使用對(duì)稱端接的軟辮線5.4.2.980MHz以下試驗(yàn)問題在80MHz以下，發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)發(fā)射問題為垂直極化。如果試驗(yàn)是在這些較低的頻率上沒有通過，那么問題可能是由放置在接地平面上的且與接地平面相耦合的電源線或其他電纜產(chǎn)生的。嘗試著抬高電源線使其遠(yuǎn)離接地平面以確認(rèn)發(fā)射是否減小。相反地，可嘗試著將更多的電纜放置在接地平面上以確認(rèn)發(fā)射是否增加。正如下面所講述的，最明智的做法可能是在這些頻率上進(jìn)行最終試驗(yàn)時(shí)要求使用更為準(zhǔn)確的調(diào)諧偶極子。根據(jù)輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量天線至少要比接地平面高30cm。在進(jìn)行任何符合性試驗(yàn)之前，應(yīng)對(duì)此要求進(jìn)行確認(rèn)和糾正。如果天線太接近于接地平面，如圖10所示，那么具有大的類似雙錐翅膀的寬帶天線能與接地平面產(chǎn)生容性耦合。如果電源線也與接地平面產(chǎn)生容性耦合，那么接地平面將成為導(dǎo)電路徑的一部分，天線和EUT之間形成閉合的輻射環(huán)路路徑，這將產(chǎn)生錯(cuò)誤的不合格結(jié)果。圖10寬帶天線與接地平面之間的電容能在大約100MHz以下產(chǎn)生錯(cuò)誤的不合格結(jié)果。應(yīng)指出的是，最終的權(quán)威測(cè)量天線為調(diào)諧偶極子天線，如圖11所示。這種天線具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括其與接地平面之間最小的容性耦合。由于要進(jìn)行調(diào)諧，它的中心最高要位于接地平面上大約1.25m處，這樣就減小了天線與接地平面之間的電容且天線的位置也高于EUT。圖11在較低頻率時(shí)垂直極化的偶極子天線要比寬帶天線測(cè)量的更為準(zhǔn)確5.5典型的解決辦法5.5.1概述從上述的討論中可得到，典型的解決辦法有三種形式：——對(duì)于進(jìn)出EUT殼體的所有線路都要進(jìn)行濾波；——當(dāng)連接器穿過EUT殼體時(shí)，電纜屏蔽層與EUT的外殼或金屬殼體應(yīng)進(jìn)行正確的屏蔽和搭接；——外殼的正確屏蔽。進(jìn)入或穿出外殼的線路的濾波可進(jìn)一步分為幾種方式。最常見的方式是在外殼的穿透點(diǎn)確保存在高質(zhì)量的濾波器。這通常是使用從信號(hào)線或電源線到外殼的電容器，且形成的環(huán)路應(yīng)具有非常短的和阻抗非常低的路徑。應(yīng)記住的是這種環(huán)路包括從濾波器到外殼的路徑（通常是通過某些支架然后返回到連接器。如果支架位于電路板的角上，連接器位于外殼的中心，那么若不在連接器處或其跟前增加一個(gè)支架，則想要保持這個(gè)路徑較短是不可能的。當(dāng)通過安裝電容器以試驗(yàn)這種解決辦法時(shí)，在連接器的后側(cè)從線路到外殼之間加裝電容器是最佳的。如果此電容器的安裝位置為理想位置，那么這將表明這種解決辦法能起作用。如果這種安裝在生產(chǎn)時(shí)是不可能的，那么應(yīng)記住對(duì)此問題要增加一些設(shè)計(jì)裕量。5.5.2導(dǎo)線和電纜為了對(duì)導(dǎo)線和電纜進(jìn)行正確地屏蔽，在屏蔽層的兩端進(jìn)行低阻抗的搭接則是非常的重要。在EMI電流流回到它們?cè)吹奈恢帽仨氝M(jìn)行搭接。把屏蔽層連接到遠(yuǎn)地以盡力進(jìn)行排流是沒有益處的。電流是不會(huì)被排放到某些未知的“洞”中；它們必須返回到源。使用與兩個(gè)外殼相連的本地返回路徑，然后使用導(dǎo)線束進(jìn)行布線是可能的。這樣可以減小一些發(fā)射，但這并不是真正的屏蔽解決辦法。一種較好的解決辦法是把電纜束包裹在屏蔽層內(nèi)。屏蔽層必須在電纜的源端和負(fù)載端進(jìn)行良好的端接。如果電纜加裝編織層，連接器為金屬或金屬化的，那么應(yīng)使用導(dǎo)線帶或扎線帶將屏蔽層與連接器進(jìn)行搭接。這將建立低阻抗的路徑，且有助于保持包裹電纜束的屏蔽層的對(duì)稱或完整。除非能確保解決問題，否則對(duì)于這種情況避免使用編織線進(jìn)行端接。對(duì)于屏蔽層內(nèi)的信號(hào)導(dǎo)線束上的無用共模電流，屏蔽層通常作為電流返回路徑，但屏蔽層并不作為有用信號(hào)電流的返回路徑。屏蔽層內(nèi)包括有用信號(hào)和無用的共模噪聲。然而，既然每種電流都能沿著最小阻抗路徑返回到源，那么在這種情況下并不存在輻射發(fā)射問題。同時(shí)應(yīng)注意的是，同軸電纜的外導(dǎo)體的內(nèi)表面在高頻時(shí)會(huì)作為信號(hào)的返回路徑，但外表面會(huì)作為外部高頻噪聲電流的返回路徑。盡管兩種電流是在相同的屏蔽層上流動(dòng)，它們則是通過集膚效應(yīng)相隔開的。如果發(fā)現(xiàn)外殼屏蔽體屏蔽效能不夠，那么建議最初的做法是可以用鋁箔包裹住整個(gè)EUT。盡可能的把屏蔽體與所有暴露的金屬部件相搭接。通過使用上述討論的導(dǎo)線帶或扎線帶，這種搭接通常是最容易實(shí)現(xiàn)的。把鋁箔與每個(gè)連接器進(jìn)行低阻抗的搭接。一旦通過屏蔽解決了問題，則就可以慢慢地去掉鋁箔，但應(yīng)首先去掉顯示屏或視頻屏幕的鋁箔。既然它們最可能是射頻能量源，在引入其他影響發(fā)射的因素之前則需要證明它們是否產(chǎn)生了發(fā)射。如果顯示屏被發(fā)現(xiàn)為能量源，則需要使用導(dǎo)電涂層玻璃，例如銦錫氧化物（ITO）涂層玻璃，或使用某些新發(fā)明的透明的屏蔽涂層。6傳導(dǎo)發(fā)射問題診斷6.1概述由于傳導(dǎo)發(fā)射的路徑、干擾頻率范圍等較之輻射發(fā)射更為單一，因此傳導(dǎo)發(fā)射的診斷更為容易。通常情況下，傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)不合格由開關(guān)電源（SMPS）導(dǎo)致。最佳的開關(guān)電源設(shè)計(jì)是在電源的輸入、輸出端設(shè)計(jì)有濾波器（或?yàn)V波電路傳導(dǎo)干擾抑制頻率范圍一般為150kHz～30MHz，也有專門針對(duì)于更高（或更低）頻率的傳導(dǎo)干擾抑制濾波器，如饋通濾波器、諧波抑制器。隨著開關(guān)電源開關(guān)頻率的提高，僅依靠傳統(tǒng)濾波器并不能有效解決開關(guān)器件（或整流器）開關(guān)瞬態(tài)產(chǎn)生的低頻諧波及30MHz以上干擾問題。此外，現(xiàn)今EUT內(nèi)廣泛使用高速數(shù)字電路，從而產(chǎn)生更高頻率的諧波。因此，良好的濾波器（或?yàn)V波電路）需要兼顧配套電源（或模塊）的干擾類型，實(shí)現(xiàn)從低頻到高頻更寬頻段的覆蓋，且要注意濾波器結(jié)構(gòu)、安裝、布線和接地等。通常情況下，EUT的傳導(dǎo)發(fā)射不合格對(duì)其自身功能或性能的影響較小，但高發(fā)射電平會(huì)干擾附近或連接在相同電源電路中的敏感設(shè)備。下述檢查清單可用于EUT符合性試驗(yàn)之前預(yù)試驗(yàn)或EUT符合性試驗(yàn)不合格后的問題診斷。6.2傳導(dǎo)發(fā)射檢查清單假設(shè)實(shí)驗(yàn)室本底噪聲、測(cè)試設(shè)備狀態(tài)以及測(cè)量不確定度等均符合要求，EUT傳導(dǎo)發(fā)射問題診斷重點(diǎn)排查干擾頻率和干擾源，因此應(yīng)考慮以下方面：——測(cè)試配置：主要檢查試驗(yàn)大綱中EUT傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試中配置，是否連接有輔助設(shè)備，確認(rèn)該輔助設(shè)備的供電情況（單獨(dú)供電還是通過AMN供電應(yīng)保證AMN只為EUT供電，若AMN同時(shí)為輔助設(shè)備供電，應(yīng)排查輔助設(shè)備傳導(dǎo)發(fā)射特性是否影響EUT傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試結(jié)果；——測(cè)試布局：主要檢查EUT（包括可能連接的輔助設(shè)備）的供電線長(zhǎng)度與布置、EUT等是否需要接地以及接地有效性等；——特征頻率：EUT是否存在開關(guān)電源等可產(chǎn)生較高發(fā)射電平的模塊（或電路），記錄其對(duì)應(yīng)的特征頻率，分析特征頻率及其諧波是否與傳導(dǎo)發(fā)射問題頻段相關(guān)；——端口濾波：EUT是否裝有濾波器（或?yàn)V波模塊），分析其安裝位置、布線、接地等是否滿足規(guī)范要求，分析其在傳導(dǎo)發(fā)射問題頻段插入損耗特性是否有效；——超標(biāo)發(fā)射源：·通常，10MHz以下發(fā)射，其峰間隔規(guī)律且頻域較寬的諧波發(fā)射，其發(fā)射源為開關(guān)電源；·通常，10MHz以上單個(gè)發(fā)射尖峰超標(biāo)，發(fā)射源可能是EUT內(nèi)部的數(shù)字時(shí)鐘或其他高頻源；·通常，寬帶發(fā)射明顯區(qū)別于窄帶發(fā)射，寬帶發(fā)射主要由交流電源整流器、電機(jī)或主開關(guān)裝置等產(chǎn)生；——傳導(dǎo)發(fā)射抑制：超標(biāo)頻段可經(jīng)驗(yàn)性的劃分為差模干擾發(fā)射頻段、共模干擾發(fā)射頻段，但沒有明確的臨界頻率，以下頻率宜作為施加抑制措施的理論參考：·通常，幾兆赫茲以下的發(fā)射理解為差模干擾發(fā)射，抑制措施通常為差模電容和/或差模電感；·通常，幾兆赫茲以上的發(fā)射理解為共模干擾發(fā)射，且頻率越高共模干擾成分越多，抑制措施為共模電容和/或共模電感的組合。6.3不合格的典型原因受限于濾波器在低頻、高頻的插入損耗特性，EUT往往在較低或較高的臨界頻率出現(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)現(xiàn)象。導(dǎo)致傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)的原因有很多，且導(dǎo)致超標(biāo)的因素可能并不單一。EUT沒能通過傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)的原因通常是由開關(guān)電源開關(guān)頻率引起的，但開關(guān)電源工作必然需要一定的開關(guān)頻率，這里不作為典型原因去分析，其他典型原因如下：——濾波器布局不合理，濾波器模塊的安裝位置遠(yuǎn)離電源進(jìn)入設(shè)備的輸入/輸出端口，或者濾波器的輸入導(dǎo)線和輸出導(dǎo)線臨近布置或捆扎在一起，此時(shí)濾波器抑制效果降低或失效，射頻噪聲電流依然存在于電源線上；——接地措施不當(dāng)，這里提到的接地主要指EUT殼體接地、電源濾波器（或?yàn)V波電路）接地以及印刷電路板固定安裝孔接地，缺乏接地、接地線設(shè)計(jì)不合理（位置、長(zhǎng)度、寬度等）、接地工藝差等均可能帶來影響；——元器件參數(shù)不合理，這里提到的元器件主要指電源濾波器（或?yàn)V波電路）中的電容、電感。通常，使用較大容值的線線之間的電容（稱之為差模電容，用CX表示）和/或差模電感來抑制低頻的差模干擾，使用線地（參考地或殼體）之間的電容（稱之為共模電容，用CY表示）和共模扼流圈的組合來抑制高頻的共模干擾。上述元器件參數(shù)選擇與阻抗特性相關(guān)，且不同電路可能存在較大差異。為提高濾波效果，某些電器部件（或電路）可能需要考慮雙級(jí)甚至多級(jí)濾波；——寄生和/或耦合嚴(yán)重。通常，高頻傳導(dǎo)發(fā)射與寄生效應(yīng)和交叉耦合相關(guān)聯(lián)，在這種情況下，濾波器的放置和高頻線纜的布局則變的非常重要。同時(shí)，對(duì)于那些產(chǎn)生磁場(chǎng)的元件在EUT中的布置必須仔細(xì)審查和控制；——元器件使用錯(cuò)誤，元器件誤用會(huì)加劇EUT傳導(dǎo)發(fā)射問題，例如錯(cuò)誤使用電解質(zhì)電容對(duì)200kHz以上的頻率進(jìn)行濾波、把鐵氧體磁芯作為線性電感磁芯使用，以及錯(cuò)誤認(rèn)為參考地（或回流地）不存在噪聲而不對(duì)中線（或電源回線）進(jìn)行濾波；——磁性材料使用不當(dāng)。鐵氧體為共模扼流圈理想材料，錳鋅類磁導(dǎo)率較高一般用于較低頻干擾抑制，鐵粉芯磁導(dǎo)率很低，一般用于高頻抑制。為了彌補(bǔ)錳鋅或者鎳鋅鐵氧體不足，也可以使用鐵粉芯或者納米晶、非晶材料電感等，以應(yīng)對(duì)不同頻率的超標(biāo)問題。單根電源線（尤其交流電源線）上使用鐵氧體容易存在飽和現(xiàn)象。在交流電源線上，當(dāng)電流從正變?yōu)樨?fù)，鐵氧體在正半周期進(jìn)入飽和，然后在負(fù)半周期又再次進(jìn)入飽和。此過程會(huì)產(chǎn)生顯著的阻抗變化，增加了電源線上噪聲和發(fā)射的產(chǎn)生。6.4傳導(dǎo)發(fā)射故障診斷程序6.4.1在符合性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的傳導(dǎo)發(fā)射故障診斷程序在符合性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射故障診斷，可考慮以下方面：——針對(duì)不易拆解的EUT可使用具有分立濾波元件的外置電路板輔助診斷。通過加在電源線上或者使用具有一對(duì)辮型電源線的試驗(yàn)電路板實(shí)現(xiàn)，一種是插入到EUT的電源輸入中，另外一種是放置在電源插頭中；注：這些濾波元件帶電且具有裸露電。如果使用這種外置電路板的方法，那么就會(huì)存在嚴(yán)重的電擊危險(xiǎn)。若——一種可選用的診斷方法是給EUT串聯(lián)附加的濾波器。通常，商業(yè)電源輸入濾波器具有連接導(dǎo)線，其能很容易地接入到EUT的電源電纜和電源輸入連接器之間?？焖贆z查濾波器的放置位置是一種有效的方法；——若懷疑符合性實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)布置存在問題，可使用一個(gè)已知的噪聲源（通常為屏蔽殼體內(nèi)的開關(guān)電源對(duì)其進(jìn)行測(cè)量得到測(cè)量結(jié)果并作為已知數(shù)據(jù)。隨后的測(cè)量數(shù)據(jù)與已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，便可對(duì)試驗(yàn)設(shè)施和試驗(yàn)布置進(jìn)行快速檢查。圖12給出了EUT傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)時(shí)診斷的流程。否差模是否差模是確認(rèn)發(fā)射超標(biāo)的頻率共模共模▼是優(yōu)化接地，發(fā)射是否低否是調(diào)整輸入輸出布置，發(fā)v否是調(diào)整濾波器位置，發(fā)射否▼否是圖12在符合性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射診斷流程圖6.4.2在自有設(shè)施中進(jìn)行的傳導(dǎo)發(fā)射故障診斷程序在自有設(shè)施中進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射故障診斷，可考慮以下方面：——在符合性實(shí)驗(yàn)室測(cè)試時(shí)，推薦在相同的電源線上進(jìn)行電流法和電壓法測(cè)試。將使用電流探頭進(jìn)行的電流發(fā)射測(cè)試數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)線，對(duì)使用AMN測(cè)得的電壓法傳導(dǎo)發(fā)射結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。通過這種方式，當(dāng)EUT返回到自有實(shí)驗(yàn)室后，利用自有設(shè)備進(jìn)行評(píng)估；——隨著頻率的增加，濾波器耦合周圍噪聲的可能性在加大，因此，濾波器的放置位置必須非?？拷B接器或EUT機(jī)殼的穿入點(diǎn)。如果濾波器的放置位置不當(dāng)（例如放置位置遠(yuǎn)離輸入電源的連接器，如圖13所示空間電磁輻射能量又會(huì)耦合到已濾波的線路；如果濾波器的輸入和輸出導(dǎo)線捆扎在一起，那么噪聲電流將會(huì)旁路掉濾波器，若這些被耦合的線路沒有經(jīng)過附加的濾波就離開外殼，將向外產(chǎn)生輻射；——對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射進(jìn)行濾波的電容推薦使用陶瓷電容或其他高頻類型的電容，由于電解質(zhì)電容器和鉭電容器在傳導(dǎo)發(fā)射的頻率范圍內(nèi)帶寬不夠不推薦使用；——使用便于安裝的磁夾、磁珠，通過卡扣或者穿線直接對(duì)線纜進(jìn)行濾波。在較低的頻率推薦使用具有較高磁導(dǎo)率(μi）的鐵氧體。使用內(nèi)直徑最小的鐵氧體，使其能剛好鉗住導(dǎo)線，能較好的耦合磁場(chǎng)且其阻抗要比具有較大開口的磁芯高；濾波器電源插座和電源開關(guān)圖13電源濾波器的正確安裝位置為電源線進(jìn)入EUT殼體的地方——對(duì)于大多數(shù)10MHz以上的傳導(dǎo)發(fā)射，通常磁導(dǎo)率小于1000的鐵氧體更有效。由于鉗式鐵氧體固有的空氣間隙，對(duì)于磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生阻抗，從而減小了有效電感，使用實(shí)體的磁芯鐵氧體比鉗式鐵氧體能得到更好的效果。盡管實(shí)體的磁芯鐵氧體更易于飽和，但其并不存在有效電感減小的問題，因此能提供較大的阻抗。在進(jìn)行故障診斷時(shí)，推薦使用鉗式鐵氧體，但在實(shí)際產(chǎn)品中宜使用實(shí)體的磁芯鐵氧體。圖14給出了在自有實(shí)驗(yàn)室EUT傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)時(shí)診斷的方法。否是是否否否否否是否是是否否否否否是是是是圖14在自有設(shè)施中進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射診斷流程圖6.5特殊情況和問題（其他注意事項(xiàng)）對(duì)于許多傳導(dǎo)發(fā)射問題，使用電容器是成本最低和最佳的解決辦法，需要考慮如下問題：——帶極性的電容器和一些使用某些電介質(zhì)的電容器，其帶寬有限。它們對(duì)于高頻能量的抑制并不是很有效。陶瓷電容器、薄膜類電容器價(jià)格便宜，體積及安規(guī)特性較好，且具有很寬的帶寬，是常用的濾波電容器；——交流電源線上不能使用帶極性的電容器，它們不能承受負(fù)的電壓擺幅，會(huì)被完全擊穿；——注意額定電壓值。應(yīng)確保電容器的額定電壓值要大于交流電壓的峰值，而不僅僅是大于有效值；——線線之間的電容器對(duì)于減小差模能量非常有效。然而，當(dāng)這種電容器被放置在整流器電路的交流側(cè)時(shí)將會(huì)增加泄漏電流，如果可能宜考慮將它們放置在直流側(cè)；——用于線電壓的所有電容器都必須具有電介質(zhì)擊穿的安全評(píng)級(jí)（例如具有UL、CSA等認(rèn)證標(biāo)志）。為了抑制傳導(dǎo)發(fā)射，可能需要使用電感器為電容器提供串聯(lián)阻抗，需要考慮下面問題：——電感器的結(jié)構(gòu)類型非常重要。開氣隙類型電感器的效果不如環(huán)形電感器。這是因?yàn)殚_氣隙類型電感器產(chǎn)生的磁場(chǎng)不受控制。當(dāng)這些磁場(chǎng)不受控制時(shí)，它們會(huì)將能量耦合給周圍的電路。通過這種現(xiàn)象干擾信號(hào)會(huì)注入給電路的無噪部分，這將會(huì)旁路掉濾波器；——所用材料的類型也非常重要。需要考慮下面內(nèi)容：·對(duì)于差模噪聲，使用差模電感器。差模電感器應(yīng)使用粉末鐵芯或其他磁導(dǎo)率低的材料。用于電源的電感器，避免使用鐵氧體作為磁芯。鐵氧體更易于飽和，并不是很有效；·對(duì)于共模噪聲，使用共模繞線電感器。與大多數(shù)的其他材料相比，使用鐵氧體時(shí)每匝能提供較高的阻抗。由于一條線路中的電流將與其鄰近線路中的返回電流相抵消，因此繞線的共模類型電感避免了磁芯的飽和；·在所考慮的頻率范圍內(nèi)使用正確類型的鐵氧體。對(duì)于傳導(dǎo)發(fā)射問題，其考慮的是低頻，最佳材料為使用原始磁導(dǎo)率大于2000的錳鋅（MnZn）材料，而對(duì)于輻射發(fā)射問題，通常使用的最佳材料為磁導(dǎo)率小于1000的鎳鋅（NiZn）材料。要確保鐵氧體材料的阻抗能覆蓋所要解決問題的頻率范圍。6.6典型的解決辦法傳導(dǎo)發(fā)射問題通常與開關(guān)電源、其在EUT里的位置以及電源連接器和EUT之間的連接電纜有關(guān)，典型的解決辦法如下：——對(duì)騷擾源進(jìn)行濾波處理，安裝質(zhì)量較好的交流電源濾波器、直流電源濾波器以及一些高頻干擾抑制用濾波器；——合理安裝濾波器，安裝位置宜盡可能靠近電源線進(jìn)入設(shè)備的連接口最前端，保證良好接地效果，避免不良的安裝方式或電氣搭接可能導(dǎo)致的濾波性能降低；——調(diào)整濾波元件的參數(shù)和選型。通過結(jié)合傳導(dǎo)發(fā)射的測(cè)試結(jié)果和EUT的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)合適的濾波參數(shù)，提高電源線入口處的濾波效果；——改變EUT的布局或布線，減少寄生效應(yīng)和耦合效應(yīng)的發(fā)生。濾波器進(jìn)行合理布線，將其輸入線和輸出線之間的交叉耦合減至最??；——更換自身傳導(dǎo)發(fā)射電平更低，能滿足EMI限值的零部件（例如開關(guān)電源）。7輻射抗擾度問題診斷7.1概述輻射抗擾度試驗(yàn)主要用于評(píng)估EUT抵抗射頻電磁場(chǎng)輻射的符合性。試驗(yàn)的頻率范圍通常為80MHz~18GHz，取決于EUT所處的環(huán)境或其實(shí)際使用的環(huán)境，施加的場(chǎng)強(qiáng)電平范圍通常為3V/m～200V/m。7.2輻射抗擾度檢查清單在大多數(shù)情況下，用于輻射發(fā)射的檢查清單也同樣適用于輻射抗擾度。這么做的理由是EUT向外產(chǎn)生輻射的天線振子（電纜以及外殼上的縫隙）也能作為接收天線，把射頻電磁場(chǎng)能量傳輸至EUT內(nèi)部，引起EUT功能喪失或性能降級(jí)，甚至出現(xiàn)EUT的硬件損壞或軟件異常。問題診斷的檢查清單列舉如下：——電纜的屏蔽層與EUT的屏蔽殼體或PCB參考接地點(diǎn)搭接的不良；——使用軟辮線端接電纜屏蔽層；——屏蔽面板之間的外殼或殼體搭接的不良；；——屏蔽殼體的散熱孔的孔徑過大；——視頻/LCD顯示屏具有大的孔縫；——I/O或電源的電纜端口濾波不好；——接地點(diǎn)高阻抗接地；——關(guān)鍵電路處的射頻旁路不夠充分，例如CPU的復(fù)位線或模擬輸入或傳感器輸入。7.3典型的失效模式輻射抗擾度試驗(yàn)致使EUT常見的失效模式如下：——重新啟動(dòng)；——硬件電路受到破壞；——顯示屏上出現(xiàn)錯(cuò)誤讀數(shù)；——顯示屏出現(xiàn)白屏、黑屏、亂碼、水波紋、卡頓、死機(jī)等顯示異常；——聲音出現(xiàn)干擾雜音、無聲、卡頓、音頻或音高失真等異常；——數(shù)據(jù)丟失；——數(shù)據(jù)傳輸停止、變慢、丟幀或者中斷；——高誤碼率（BER——工作狀態(tài)發(fā)生改變（例如，模式、時(shí)序——EUT響應(yīng)靈敏度的喪失。7.4輻射抗擾度故障診斷程序7.4.1在符合性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行輻射抗擾度故障診斷程序在大多數(shù)情況下，輻射抗擾度的故障診斷程序與輻射發(fā)射的相似。首先，應(yīng)確定耦合路徑，即確定射頻電磁場(chǎng)干擾能量是否可能由電纜作為天線或者是由外殼或殼體上的泄漏引入的。然后，確定受擾電路，即確定EUT內(nèi)部受擾的功能模塊或PCB芯片。輻射抗擾度故障診斷程序如下：——電纜最小化。在EUT端斷開無關(guān)故障功能的電纜，并把剩余所有電纜捆起來形成最小長(zhǎng)度電纜。由于電纜可能會(huì)成為拾取能量的天線，如果使其成為小的物理尺寸，則能夠有效地減少所接收的能量。如果這樣做有效的話，那么拾取能量的天線可能為電纜，然后再去尋找特定的接收能量的電纜。電纜較多時(shí)，可以將不同類型的電纜相互分開，且盡量間距10cm以上，以避免電纜間串?dāng)_的交叉耦合?！娎|去耦。盡可能在所有的電纜上加裝鐵氧體扼流圈，且在所關(guān)注的頻率范圍內(nèi)至少能提供200Ω的阻抗，然后每次移走其中的一個(gè)，直到識(shí)別出作為接收天線的接收電纜。應(yīng)注意的是，如果電纜阻抗（不加裝鐵氧體時(shí)）在100Ω與200Ω之間，鐵氧體通常不起作用?！帘蜤UT。用金屬箔或金屬網(wǎng)來包裹整個(gè)EUT，確保EUT外殼上的縫隙被覆蓋嚴(yán)實(shí)并電連接良好，允許電纜進(jìn)出殼體。如果電纜具有屏蔽層，盡可能包裹至電纜的屏蔽層。如果這樣做有效的話，那么極大可能為EUT本身拾取能量。如果EUT為屏蔽外殼，則再去尋找引起能量泄露的孔縫位置；如果EUT為非屏蔽外殼，則需要進(jìn)一步定位EUT內(nèi)部拾取能量的互連線（或PCB功能模塊）。當(dāng)然，對(duì)于屏蔽外殼的EUT，定位泄露孔縫位置和定位EUT內(nèi)部拾取能量的互連線（或PCB功能模塊）的操作可以同步開展，以實(shí)現(xiàn)較佳的整改效果?！帘坞娎|環(huán)接。通常應(yīng)檢查電纜屏蔽層與EUT外殼或殼體是否搭接良好，在理想情況下電纜的屏蔽層應(yīng)與屏蔽殼體進(jìn)行360°環(huán)接。如果屏蔽層使用軟辮線與外殼進(jìn)行端接，應(yīng)使用金屬箔圍繞連接器和屏蔽層把軟辮線區(qū)域包裹起來，實(shí)現(xiàn)屏蔽層與屏蔽殼體360°環(huán)搭接，如果這樣做有效的話，那么拾取能量的天線可能為該屏蔽電纜。7.4.2在自有設(shè)施中進(jìn)行輻射抗擾度故障診斷程序在符合性實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中，通過使用電纜處理或EUT屏蔽處理，應(yīng)已確定出是EUT本身的問題還是電纜的問題。如果在符合性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行故障診斷后還存在問題，那么有效的方式是在自有設(shè)施中繼續(xù)進(jìn)行故障診斷。對(duì)于EUT本身問題的確認(rèn)，如果EUT為屏蔽外殼，主要是定位屏蔽外殼泄露孔縫的位置；如果EUT為非屏蔽外殼，則主要是定位EUT內(nèi)部拾取能量的互連線（或PCB功能模塊），以及定位EUT內(nèi)部PCB上引起故障的芯片或印制線。通常更快速的做法是針對(duì)EUT上的可疑位置，使用電平可控的射頻源進(jìn)行注入以識(shí)別敏感點(diǎn)。當(dāng)在工作臺(tái)上不能實(shí)現(xiàn)所要求的試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)電平時(shí)，可通過在射頻發(fā)生器上連接一個(gè)小環(huán)天線，然后在電纜或電路附近進(jìn)行輻射，可以較容易地發(fā)現(xiàn)敏感電纜或電路上的敏感部分。如果需要，所用小環(huán)天線可以使用很多匝以提高其產(chǎn)生輻射場(chǎng)的能力。對(duì)于電纜問題的確認(rèn)，可通過射頻發(fā)生器連接BCI探頭（設(shè)計(jì)用來把功率注入給端口的電流探頭然后將注入探頭鉗在可疑電纜上，在敏感頻率范圍內(nèi)沿電纜感應(yīng)出射頻電磁能量傳輸至EUT。選擇注入探頭時(shí)應(yīng)關(guān)注其工作頻率范圍，通常由電纜作為接收天線的敏感頻率范圍主要在400MHz以下（也可至1GHz），因此，應(yīng)結(jié)合在符合性實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中已獲得的敏感頻率范圍來選擇合適的注入探頭。射頻發(fā)生器應(yīng)能產(chǎn)生至少+15dBm~+20dBm的電平輸出，否則將需要增加一臺(tái)功率為10W或更大的寬帶功率放大器。如果使用的是商用探頭，應(yīng)確保其能承受這種大功率的電平。7.5特殊情況和問題理想情況下，所有的I/O端口和電源端口都應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑V波。否則，I/O電纜或電源電纜能將射頻能量幾乎完全傳輸進(jìn)EUT內(nèi)部電路。對(duì)于I/O端口（例如，USB、以太網(wǎng)通常應(yīng)使用為這些端口設(shè)計(jì)的共模扼流圈或?yàn)V波器。具有靈敏的模擬前端或其他低電平模擬電路的設(shè)備對(duì)外部的射頻電磁場(chǎng)尤為敏感。如果模擬信號(hào)為低頻（小于1MHz則應(yīng)嘗試著在輸入（或靈敏放大器的節(jié)點(diǎn)）和信號(hào)返回路徑之間連接適當(dāng)大小的電容器（推薦值1nF~10nF）。應(yīng)注意的是，對(duì)于非常高阻抗的輸入，這種做法將不起作用。在某些情況下，可能需要把電容值大幅減小，使其小于100pF。對(duì)于運(yùn)算放大器，可在正輸入端和負(fù)輸入端之間連接適當(dāng)大小的電容器（推薦值100pF）。尤其要檢查與任何系統(tǒng)線或CPU復(fù)位線相關(guān)的電路。這些線通常應(yīng)使用合適大小的電容器（推薦值1nF~10nF或更?。?duì)噪聲源進(jìn)行濾波并將其旁路到信號(hào)返回路徑。有時(shí)在并聯(lián)電容器的前端串聯(lián)相應(yīng)的電阻器（推薦值100Ω~1000Ω或更?。┳鳛榈屯V波器的一部分。7.6典型的解決辦法典型的解決辦法如下：——在可疑電纜上加裝鐵氧體是便捷快速的，對(duì)于寬頻帶信號(hào)干擾可以加兩個(gè)或多個(gè)磁環(huán)來抑制干擾，但應(yīng)考慮加裝鐵氧體的工程應(yīng)用可行性。一定要確保這些鐵氧體的放置位置盡可能地靠近EUT的I/O連接器或電源連接器；——對(duì)于I/O線，使用表面貼裝的數(shù)據(jù)線鐵氧體共模扼流圈通常是最佳的解決辦法；——確保外殼或殼體沒有產(chǎn)生泄漏?？赡苄枰黾泳o固件的數(shù)量，殼體也可能需要附加的射頻襯墊；——可能需要在I/O端口使用RC低通濾波器。在信號(hào)線上串聯(lián)電阻的典型值為47Ω~100Ω的小電阻，同時(shí)在信號(hào)線與信號(hào)返回線或電源返回線之間使用合適大小的電容器（推薦值1nF~10nF）。如果可能，濾波器一定要使用最短的引線。如果濾波器被直接安裝在PCB上，高頻時(shí)最好使用表面貼裝元件；——可能需要在對(duì)外部射頻電磁場(chǎng)敏感的內(nèi)部電路節(jié)點(diǎn)（典型情況為CPU的復(fù)位線）上跨接合適大小的電容器（推薦值1nF~10nF或更小但一定要驗(yàn)證所加的電容不會(huì)影響信號(hào)質(zhì)量；——確保電纜的屏蔽層正確的端接，尤其是對(duì)于400MHz以下的問題，應(yīng)確保電纜屏蔽層與連接器或EUT金屬殼體360°緊緊地搭接；——如果出現(xiàn)問題的頻率較高（例如500MHz及以上那么這可能是由EUT本身引起的。應(yīng)確保EUT殼體之間的連接處是電連續(xù)的，特別是要清除掉連接處的油漆或者涂層。作為臨時(shí)措施，可以采用金屬箔覆蓋縫隙；——對(duì)于非屏蔽外殼的EUT，可能需要在PCB上使用磁珠或共模扼流圈；——沿著EUT外殼并遠(yuǎn)離EUT端