经常听人说,射频是一门玄学,那么EMC就应该是玄学中的玄学了,那些杂乱无序的“毛刺”,经常让工程师们不知如何处理,今天我们就来溯源一下EMC中的辐射来源。
EMC分为EMI和EMS。
EMI(Electro-Magnetic Interference)---电磁骚扰测试,此测试之目的为:检测电器产品所产生的电磁辐射对人体、公共电网以及其他正常工作之 电器产品的影响。
EMS(Electro-Magnetic Susceptibility)---电磁抗扰度测试,此测试之目的为:检测电器产品能否在电磁环境中稳定工作,不受影响。
今天我们重点展开的是EMI-传导。
下图是一款设备传导辐射测试,可以看到超出合格线较多,并且有较多频点超出,并且在30M附近幅度最大。看到这里有些小伙伴可能会建议,”贴屏壁纸”,摸脉大 法,“摸一摸哪里有影响加,哪里就加电容”·····结果就是我们看到加了很多电容,贴了很多屏壁纸也没有看到效果····神奇的玄学对超出1~2dB可能能看到效果,对于超出10dB以上的,不管你的手指有多么神奇,也无力解决这种玄学问题。
那怎么解决这个问题呢?首先我们分析一下“辐射”,在频谱仪上仔细看“辐射”,可以看出“辐射”都很有规律,频率间隔相同。
频率间隔相同让我们很容易得出这些可能是某个主频的“谐波”,进一步的分析扫描辐射-所有的辐射从200k附近开始,每隔200多k就出现一个峰值,那么就去分析设备上有哪些200k左右的辐射源。
一般而言辐射源有三类:电源、射频、晶振。
从源头分析,射频频率较高,不符合。
那么还剩两个来源:电源和晶振。
电源分析
电源产生辐射的来源主要是DC-DC,DC-DC的开关频率一般在100k-600k左右。
抑制干扰源一般有下面方法:
1) 改变驱动频率
2) 改变驱动电流电压
3) 少用buck boost
4) 增大slewrate
切断耦合途径可以有以下方法:
1) 根据频段增加滤波,RC滤波,Π型滤波
2) 串联磁珠,共模电感
3) 减小走线回路
4) 包地减小串扰
5) 对于有些干扰大的芯片用屏蔽罩
上面的这些思路都是跟辐射发射一样的。
分析设备的DC-DC,发现开关频率为200k附近,那么就要验证是否是DC-DC的问题。
DC-DC的辐射一般都为共模干扰,可以通过在电源上加磁环来验证。下图为在DC-DC输出加磁环的测试结果,可以看出只剩一个频点还有超出,辐射来源主要为DC-DC的干扰。
从根源解决辐射,其实即为解决DCDC的纹波问题,这个可以通过匹配DCDC的电感电容问题-这里就不详细展开。
上图还剩一个辐射点24M附近,通过分析来源-应该为晶振。
晶振的辐射问题可以通过接地包地减小串扰来解决。
通过分析与整改找到问题的溯源,从根本上解决辐射问题。