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产品内部互联和布线不当导致辐射发射超标现象、原因分析

嘉峪检测网        2024-09-22 20:43

本文主要举例分析产品产品内部的互联和布线不当引起的辐射发射超标现象、原因分析,解决措施,思考与启示。

 

1、现象描述:

 

某微型计算机的辐射发射测试结果如下图所示:

从测试结果看测试不能通过 EN55022 标准规定的CLASS B限值要求。

 

从图中我们可以看出,频率不通过的频点主要是低频以及100MHz。

 

2、原因分析:

 

微型计算机一般由主板、 电源、 机箱组成, 作为微型计算机的生产厂家, 很多情况下只设计主板, 电源和机箱通常都是外购的。

 

如果把主板、 电源、 机箱三个部件 (微型计算机的主要组成因素) 分开来考虑EMC问题, 那么就要对各个部件分别提出EMC要求:

 

如电源需要采用具有3C认证的电源。

 

机箱采用具有一定屏蔽效能的机箱。

 

主板按照EMC的规则进行布局布线。

 

三个EMC性能比较好的部 (主板、 电源、 机箱) 组成一个微型计算机系统后, 微型计算机系统的整体EMC性能是不是也肯定好呢?

 

这是不一定的。 

 

因为还有一个因素对微型计算机系统的整体EMC性能非常重要, 它就是各个部件之间的互连和布线。

 

本案例的问题实际上就是由于各个部件之间的互连和布线缺陷导致的。 

 

下图是是微型计算机内部布线示意图:

注意上图中主板上的一根信号线引至机箱的接口处 (USB插口、 耳机插口、 麦克风插口) 的布线情况, 它存在两个EMC缺陷:

 

电源线与信号线捆在一起, 导致电源上的噪声向信号线 (USB、 耳机、 麦克风线) 传递。

 

信号线 (USB、 耳机、 麦克风线) 从主板引向机箱接口时, 横跨过整个主板, 并且离主板表面的距离较近 (约2cm), 导致主板上的高频噪声也向信号线 (USB、 耳机、 麦克 风线) 传递。

 

受到电源上的噪声和主板高频噪声 “污染” 的USB、 耳机、 麦克风线在EMC测试时继 续引向机箱的屏蔽体外, 最终导致辐射发射超标。

 

3、处理措施:

 

按照以上分析,我们可以用以下措施:

 

将信号线 (USB、 耳机、 麦克风线) 沿机箱壁单独布线 (沿机箱壁布线会衰减线之间的耦合和线的辐射),

 

不与电源线捆在一起。

 

也不跨于主板上方。

 

修改布线后辐射发射测试结果如下图所示:

低频和100MHz的频点皆不再超标,测试通过。

 

4、思考与启示:

 

由前面的例子分析我们可以得到如下启示: 

 

对于系统级产品设计, 不但要控制好组成系统的各个部件各自的EMC性能, 还要处理好各个部件之间的互连和布线问题, 两者缺一不可。

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来源:电子工程师之家