EMI案例分析，這幾天心里頗不寧?kù)o，采的不是信號(hào)，而是寂寞

原文來(lái)自微信公眾號(hào)：工程師看海

這幾天心里頗不寧?kù)o，今晚在院子里坐著乘涼，忽然想起往日一同攻堅(jiān)的戰(zhàn)友，在這滿月的光里，該是另一番樣子吧。

我們制定的uV級(jí)別信號(hào)的采集方案，從原理到模擬環(huán)境測(cè)試，一切都OK，然而真正到現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)時(shí)卻發(fā)現(xiàn)，壓根就采集不到信號(hào)，下圖是采集的時(shí)域和頻域波形，完全看不到目標(biāo)信號(hào)的成分，這采集的哪是信號(hào)，這分明是采集了個(gè)寂寞。。。。。

這個(gè)硬件架構(gòu)從理論到仿真都是ok的，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部測(cè)試模擬信號(hào)也是正常的，為什么到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試后就沒(méi)有信號(hào)了呢？下圖是實(shí)驗(yàn)室模擬采集的結(jié)果，還是非常不錯(cuò)的。

正在我疑惑的時(shí)候，隔壁項(xiàng)目組突然來(lái)找我協(xié)助解決問(wèn)題，他們也是需要采集一個(gè)微弱信號(hào)，但是帶寬比較寬，到了1MHz，然而有個(gè)600Hz左右的干擾一直在他們系統(tǒng)中出現(xiàn)，甚至到了mV級(jí)別，始終不得解，這是典型EMC方面的問(wèn)題，從下圖頻率上看大約是580Hz。

兄弟項(xiàng)目組這個(gè)問(wèn)題分析起來(lái)還是挺麻煩的，我們徹底排除了一遍電路，排除了系統(tǒng)自激或是系統(tǒng)內(nèi)部的串?dāng)_（也叫串音干擾），也排除了電源引入的干擾，通過(guò)各種排除，最終把問(wèn)題定位到他們使用的一個(gè)設(shè)備，這個(gè)設(shè)備需要接近他們采集系統(tǒng)放置，我們把設(shè)備關(guān)閉后干擾就消失了，見(jiàn)下圖時(shí)域波形，這應(yīng)該屬于低頻近場(chǎng)耦合。我從聽(tīng)到這個(gè)問(wèn)題到定位大約用了3個(gè)小時(shí)，那晚我們肝到凌晨2點(diǎn)，好在結(jié)果不錯(cuò)，也能睡的踏實(shí)一點(diǎn)。

然而，第一個(gè)問(wèn)題依然困擾我，為啥采集不到信號(hào)呢？

就在前兩天，又有兄弟項(xiàng)目組突然踩雷，和我的問(wèn)題剛好相反，我是采集不到信號(hào)，而他們是一采集信號(hào)就飽和，和我非常非常相似的是，他們也是理論分析、模擬信號(hào)采集都o(jì)k，一旦到現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)就飽和，問(wèn)題發(fā)生的流程都非常相似，這就是真兄弟項(xiàng)目組啊。

我這自己的坑還沒(méi)填上，就過(guò)去和人家一起分析問(wèn)題，沒(méi)想到誤打誤撞反而給填自己的坑帶來(lái)了思路。

他們是采集電解質(zhì)液體內(nèi)的電壓信號(hào)，但是一連接系統(tǒng)，輸出馬上到最大值，而采集信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)就非常好，我當(dāng)時(shí)把這個(gè)問(wèn)題定位到他們所用傳感器類(lèi)型上，傳感器是金屬導(dǎo)體，被采集的是電解質(zhì)液體，是導(dǎo)電液體，我猜測(cè)導(dǎo)電液體和金屬導(dǎo)體接觸時(shí)會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，他們系統(tǒng)之所以會(huì)飽和應(yīng)該就是采集的這個(gè)腐蝕電壓，相當(dāng)于采集了一個(gè)電池，電化學(xué)腐蝕的原理如下圖所示，不得不說(shuō)，我國(guó)的初、高中數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)課程真的非常不錯(cuò)，可以描述和解釋大部分生活現(xiàn)象。

電化學(xué)反應(yīng)很常見(jiàn)，比如你如果用萬(wàn)用表的直流電壓檔位測(cè)涼水的電壓，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有大約30mV的電壓，而如果你把水換成燒開(kāi)、沸騰的水，電壓可能就會(huì)降低到10mV以內(nèi)，這是因?yàn)闊_(kāi)的水中氧氣的成分減小了，我猜測(cè)這就是，金屬的吸氧反應(yīng)被降低，電子流動(dòng)程度降低導(dǎo)致的，這只是猜測(cè)，歡迎各位小伙伴留言討論。

發(fā)現(xiàn)了原因之后，我初步制定了一套硬件優(yōu)化方案，等哥們實(shí)踐后看看結(jié)果咋樣，能不能打臉，就全靠哥們了，看著我提出的方案，我一拍腦門(mén)，這不就是我的問(wèn)題的反解嗎！

我只要修改兩個(gè)電阻的阻值，我的問(wèn)題應(yīng)該就會(huì)得到改善，能找到我的問(wèn)題根因，也是誤打誤撞，電路設(shè)計(jì)的坑還是非常多，書(shū)上寫(xiě)的再好，實(shí)際應(yīng)用中總會(huì)遇到各種突發(fā)因素影響。

這就像我最近在看的一個(gè)模型推導(dǎo)，推了半天，結(jié)果人家用的是另一個(gè)模型，就好比產(chǎn)品推銷(xiāo)員向你吹噓他們的電腦產(chǎn)品多牛逼，多快，多厲害，結(jié)果后來(lái)發(fā)現(xiàn)，他賣(mài)的卻是手機(jī)，這誰(shuí)心里會(huì)寧?kù)o?。?br />
審核編輯黃宇