從EMC設(shè)計的角度來解析無人機

無人直升機航拍是以遙感無人機為飛行平臺，利用高分辨相機系統(tǒng)獲取遙感影像，利據(jù)的壓縮和自動傳輸、 影像預(yù)處理等功能，可廣泛應(yīng)用于國家生態(tài)環(huán)境保護、礦產(chǎn)資源勘探、土地利用調(diào)查、農(nóng)作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)、 自然災(zāi)害監(jiān)測與評估、城市規(guī)劃與市政管理、公共安全、國防事業(yè)、數(shù)字地球等領(lǐng)域。

一無人機飛控

1、無人機飛控架構(gòu)

無人機飛控架構(gòu)，如下圖所示。

2、無人機飛控

常見的無人機飛控如下：

大疆飛控

零度飛控

MWC飛控

APM飛控

二無人機EMI現(xiàn)狀及主要問題

1、無人機EMI現(xiàn)狀

EMI超標(biāo)導(dǎo)致產(chǎn)品無法通過EMC認(rèn)證，從而導(dǎo)致產(chǎn)品無法出口；

EMI超標(biāo)影響無線傳輸?shù)?a target="_blank">信號質(zhì)量（2.4G、5.8G)。

2、無人機主要的EMI問題

航拍頭的EMI問題；

飛控系統(tǒng)的時鐘及其倍頻；

馬達發(fā)動機引起的EMI問題；

電源引起的輻射發(fā)射抑制。

三案例分析

1、航拍頭的EMI問題

（1）航拍頭架構(gòu)CCD（以SONY effio方案為例）

可能存在問題：

DSP與AFE之間交換的時鐘及倍頻；

DSP輸出部分（output）的時鐘及倍頻。

處理方法：在DSP晶體上使用展頻IC。

（2）航拍頭架構(gòu)CMOS

可能存在的問題：攝像頭MCLK、PCLK基頻和諧波引起的輻射超標(biāo)。

處理方法：在MCLK上使用展頻IC。

（3）應(yīng)用案例

問題：SONY的DSP（CXD4191AGG）輸出時鐘74MHZ的倍頻。

增加展頻IC后的數(shù)據(jù)對比：

原始數(shù)據(jù)，單支多，超標(biāo)嚴(yán)重。

增加展頻后，整體下降明顯單支少。

2、飛控系統(tǒng)的時鐘及其倍頻

可能存在的問題：主時鐘基頻以及倍頻時鐘輻射超標(biāo)。

處理方法：使用展頻IC。

增加展頻IC后的數(shù)據(jù)對比：

用展頻IC后， 整體下降明顯。

展頻IC前后的信號對比：

信號在加展頻后完整性很好。

展頻電路圖

3、馬達發(fā)動機引起的EMI問題

可能存在的問題：馬達轉(zhuǎn)動引起的噪聲干擾。

處理方法：使用BDL濾波器。

使用BDL濾波器前后EMI對比測試數(shù)據(jù)：

藍線是增加BDL后的數(shù)據(jù)，下降的非常明顯。

4、電源引起的輻射發(fā)射抑制

可能出現(xiàn)的問題：板與板之間地勢不平衡，引起的共模干擾。

處理方法：使用專用高頻濾波器隔離。

大電流共模電感與傳統(tǒng)共模電感的阻抗特性對比圖如下：

測試效果對比圖：

對通過電源線放大引起的發(fā)射超標(biāo)頻段抑制效果明顯。

以上是韜略多年來對無人機EMI問題實戰(zhàn)經(jīng)驗的總結(jié)，我們堅信大道至簡，解決問題才是硬道理，歡迎各位無人機行業(yè)技術(shù)大拿多提寶貴意見。