【EMC案例】PCB中閑置線路對輻射發(fā)射的影響

1. 問題描述

某款產(chǎn)品輻射發(fā)射超標，據(jù)測試人員反應，前期剛剛轉(zhuǎn)產(chǎn)的同系列產(chǎn)品測試情況良好，該產(chǎn)品與前期轉(zhuǎn)產(chǎn)的產(chǎn)品硬件基本一致，只是在功能配置上略微精簡，少一些功能，主板是同一款印制電路板。

2. 分析過程

圖一：整改前輻射發(fā)射測試圖

為了發(fā)現(xiàn)問題，初步進行了如下實驗

1）、判斷是否與信號電纜有關(guān)，發(fā)現(xiàn)接不接信號電纜，在296MHZ頻率處的輻射度沒有什么變化，這樣就排除了信號電纜輻射的可能；

2）、判斷是否與電源輻射有關(guān)，在不接信號電纜的情況下，將去耦鉗夾在電源線上，也沒有影響，這樣又排除了電源線輻射的可能；

3）、由于測試人員反應同系列的其余產(chǎn)品測試情況良好且印制電路板相一致，且該產(chǎn)品相對前期產(chǎn)品功能略微精簡，從理論上說輻射發(fā)射度不應該比前期產(chǎn)品高那么多，仔細對比了支持前期產(chǎn)品功能且該產(chǎn)品沒有那項功能的線路，發(fā)現(xiàn)該板上的CPU所提供的4路時鐘只有3路有使用（前期產(chǎn)品4路都有使用），多余的1路時鐘為閑置狀態(tài)但是其匹配電阻等都有焊接，該信號線延伸到連接器后，連接器上與之相關(guān)的引腳與后續(xù)電路斷開，懷疑是此路時鐘線路出了問題，去掉該線路上的R70電阻后，輻射發(fā)射度降低了約8dB，最終確認問題就出在該線路上。

PCB板上信號線與時鐘相連，這些信號線上也會帶有時鐘信號，由于信號線另外一端斷開，這使得這段信號線變成了單級發(fā)射天線，將時鐘信號帶出PCB板，當信號波長與這段信號線長度相當時會發(fā)生諧振，這時信號幾乎可以100%轉(zhuǎn)化為電磁場（以該案例296M頻點超標為例，若信號線長度為100cm時，信號幾乎可以100%轉(zhuǎn)化為電磁場），當信號線長度為信號波長1/4時，將是一個將信號轉(zhuǎn)換為場的極好的天線（以該案子為例，信號波長1/4為25cm），測量了該閑置信號線長度，發(fā)現(xiàn)長度約23cm，此時該信號線將信號轉(zhuǎn)換為場的能力極強。

圖二：紅色標示的為閑置CLK3時鐘線路

圖三：閑置CLK3時鐘線路接R70匹配電阻

圖四：接R70匹配電阻后連接到連接器，連接器上與之相關(guān)的引腳與后續(xù)電路斷開

圖五：閑置CLK3時鐘線路接R70匹配電阻后連接到連接器總圖

基于以上分析，最終去掉R70匹配電阻且從Cpu芯片禁用該時鐘，輻射發(fā)射能滿足要求，詳見圖六

圖六：整改后輻射發(fā)射測試圖

3. 分析結(jié)論

該產(chǎn)品輻射發(fā)射超標是由于閑置的時鐘線路約等于信號波長1/4，成為一個單級發(fā)射天線，此時將信號轉(zhuǎn)換為場的的能力極強，從而導致輻射發(fā)射超標。最終去掉R70匹配電阻且從Cpu芯片禁用該時鐘，降低信號線輻射發(fā)射效能，從而使輻射發(fā)射度降低約8dB，滿足要求

4. 總結(jié)

PCB布線時務(wù)必不要讓信號線成為單級發(fā)射天線，以增強輻射發(fā)射效能導致輻射發(fā)射超標。

審核編輯：劉清