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辐射(RE)发射问题分析与调试 :寄生天线的影响

嘉峪检测网        2024-09-03 09:11

电气电子设备工作时之所以产生伴随的电磁辐射,就是因为实际设备中存在许多寄生天线,这些寄生天线既能够辐射电磁波,也能够接收电磁波,天线的这种特性叫做互易性。

〝寄生天线〞的含义就是本来没有设计那个天线,而由于结构搭接设计、PCB接地设计、PCB环路设计、返回路径设计的原因就好像是寄生在那的电流环天线、电偶极子天线。

 

1、机器外部端子连接线成为辐射天线

机器外部连接的电缆很容易成为天线,将噪声辐射到空间。此时噪声的大小和电缆的长度有关,当电缆的长度等于噪声波长的1/2或1/4时共振情形最大,往往造成辐射骚扰场强测试无法通过。

此类问题分两种情形,第一类情形将电缆取下,或靠近机器输出/输入端增加磁坏绕1~2圈则干扰噪声消失。接下来做进一步判断,将外部电缆靠近辐射端口但不接触,若干扰噪声无任何变化,基本可以判断是通过外部信号或者接地经外部电缆向外辐射。则可以尝试改善机器内部接地、外部信号增加滤波来解决。

第二类情形将外部电缆靠近辐射端口但不接触,若干扰噪声变化很明显,基本可以判断噪声由机器内部耦合到电缆上,使电缆成本辐射天线。此时若简单的增加磁环或改善机器内部接地是无法解决的,出现这种情况说明机器内部有较强的干扰源,辐射噪声能量很大,一旦有线材靠近它就很容易辐射出去,此时必须找到干扰源并抑制其辐射能量方可解决问题,这一点是许多工程师容易忽略的。

 

 

2、机器内部连接线,成为辐射天线

很多产品内部有许多模块电路,需要通过连接线连接,当这些连接线靠近辐射噪声源时很容易被耦合形成天线向空间辐射。另外连接线本身传送的信号带有干扰噪声,通过外部连接线形成天线效应向外辐射。    

对于300MHz以下宽带噪声,我们可以通过在连接线上增加磁环来观察噪声变化。而对于300MHz以上高频噪声或者300MHz以下尖峰噪声可以通过摆动线材的位置、用手握住线材、拔掉线材观察噪声变化情况。

对于显示类产品来说机器内部背光连接线、AC连接线、按键遥控线、喇叭线、内置DVD连接线,有时在不影响机器正常工作的情况下,可以将外部连接线拔掉观察干扰噪声变化。

 

3、PCB板上的布线,成为辐射天线

当机器内外部连接线都拔掉,只剩下PCB电路板时,辐射噪声依然存在。说明可能是电路板上有携带干扰源的较长信号布线,此时可借助频谱分析仪寻找干扰源头,增加整改措施,抑制干扰源发射能量。

 

4、电路板上散热片成为辐射天线

电路板上工作频谱较高的器件在工作时易产生较强辐射,在TV产品中主芯片内置DDR及外部DDR器件辐射能量较强,当主芯片散热片靠近时,易被耦合变成天线向空间辐射,解决主芯片散热片辐射问题的思路是采用多点接地、浮地以及选择合适的接地点。

 

5、机器外壳成为辐射天线

当机器外壳是金属外壳时,因其接地阻抗过大或者采用浮地方式时,机器金属外壳极易被内部干扰源通过场强耦合,或者机器金属外壳成为天线接收内部干扰噪声向空间辐射。解决此类问题是将金属外壳多点接地,破坏场耦合及天线效应的形成。    

 

6、金属体结构搭接点成为辐射天线

结构设计时,经常存在金属结构体互相搭接的情况,金属体由于防氧化、防潮湿原因需要进行喷涂绝缘漆设计。两个喷涂绝缘漆的金属体面通过螺钉锁附搭接时,在高频信号通过搭接面时,由于寄生电感的存在,在搭接面两端产生电位差,形在寄生电偶极子天线。

金属体之间良好搭接可以为高频电流提供低阻抗通道,实际上的搭接阻抗较大,使原本设计的高频电流路径改变,即高频电流环路面积变大,从而导致严重的辐射问题。解决金属体结构搭接点造成的辐射问题,最好的办法就是金属体之间进行充分连接,最好是采用焊接,或者铆接的方式,退而求其次是金属体表面保持导电性,通过螺钉连接。

 

 
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来源:风陵渡口话EMC