設(shè)計(jì)很難通過(guò)電磁兼容EMC測(cè)試的原因是什么

　　為什么設(shè)計(jì)很難通過(guò)電磁兼容EMC測(cè)試？

　　避免失敗的EMC一致性測(cè)試只涉及在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中使用基本設(shè)計(jì)規(guī)則，為了避免代價(jià)高昂的EMC測(cè)試失敗，我們列出了設(shè)計(jì)失敗EMC測(cè)試的一些常見原因，為什么會(huì)出現(xiàn)這些故障以及如何通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)實(shí)踐來(lái)避免這些失?。?/p>

　　1.避免中斷信號(hào)返回平面

　　在正常情況下，任何電路板很少需要在信號(hào)返回或接地層中放置分離，間隙或切口。添加這些中斷可能會(huì)導(dǎo)致比解決方案更多的問(wèn)題。這些問(wèn)題中主要的是設(shè)計(jì)控制低頻電流流動(dòng)所需的時(shí)間和精力。

　　如果您絕對(duì)相信您的電路板確實(shí)需要在信號(hào)返回平面中進(jìn)行分離，間隙或切割以防止低頻耦合問(wèn)題，請(qǐng)尋求其他幫助或建議。專家可以檢查您的工作，提出建議并幫助您提出解決方案，幫助您有效地彌補(bǔ)差距。重要的是要記住，對(duì)于其他設(shè)計(jì)有效的方法在您的設(shè)計(jì)中可能不會(huì)起作用。

　　2.不要在連接器之間放置高速電路

　　太多的設(shè)計(jì)師忽略了這個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則。繞過(guò)這個(gè)細(xì)節(jié)會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)膨脹，需要屏蔽和過(guò)濾。

　　連接器在印刷電路板（PCB）上的放置至關(guān)重要，因?yàn)檫B接到這些連接器的電纜作為非常有效的天線，特別是在低于2到300MHz的頻率下，雖然PCB跡線也可以充當(dāng)天線，但是它們的效果相對(duì)于這些頻率處的波長(zhǎng)往往是電小的。這使得PCB走線相對(duì)低效的散熱器，電纜長(zhǎng)度通常更接近這些頻率下的佳波長(zhǎng)，使其成為更有效的輻射器。

　　通常，這不是問(wèn)題-當(dāng)這些連接器沿著板的單個(gè)邊緣布置時(shí)，它們之間的電壓相對(duì)較小。然而，當(dāng)高速電路位于連接器之間時(shí)，可能產(chǎn)生較高的電位差，從而在電纜的屏蔽和/或?qū)w上產(chǎn)生RF電流。這反過(guò)來(lái)導(dǎo)致電纜輻射，可能導(dǎo)致產(chǎn)品超過(guò)排放要求。

　　3.確保輔助設(shè)備符合要求

　　在排放測(cè)試期間，制造商需要使用市售電纜將輔助設(shè)備連接到所有I/O端口。這確保了設(shè)備內(nèi)所有端口的使用，展示了設(shè)備的全部功能。這通常呈現(xiàn)壞情況，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生大排放水平。

　　此步驟對(duì)于測(cè)試過(guò)程非常重要，但是不正確的輔助設(shè)備可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的問(wèn)題。例如，如果您使用不兼容的設(shè)備，例如低質(zhì)量的USB閃存驅(qū)動(dòng)器，則排放測(cè)試會(huì)產(chǎn)生偏差讀數(shù)。這不是因?yàn)槟脑O(shè)備-這是因?yàn)椴缓弦?guī)的輔助設(shè)備。由此不合規(guī)設(shè)備引起的讀數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致您和您的生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)對(duì)排放問(wèn)題進(jìn)行不必要的調(diào)查，而這些問(wèn)題根本就不存在。這不僅會(huì)嚴(yán)重延遲您的產(chǎn)品發(fā)布，而且還可能使您的公司花費(fèi)數(shù)千工時(shí)并重新預(yù)訂測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的費(fèi)用。

　　4.找到合適的LCD顯示器

　　LCD顯示屏可以像任何其他部件一樣影響產(chǎn)品的輻射發(fā)射性能。這主要是因?yàn)椴⒎撬蠰CD都以相同的方式制造。即使它們看起來(lái)相同，由于設(shè)計(jì)上的差異，一個(gè)LCD可能比另一個(gè)制造商發(fā)出更多噪聲。

　　處理此問(wèn)題在很大程度上取決于產(chǎn)品中使用的LCD顯示屏。在大多數(shù)情況下，通過(guò)訂購(gòu)樣品，從多個(gè)制造商一次測(cè)試多個(gè)屏幕是一種務(wù)實(shí)的方法。這樣，測(cè)試儀可以預(yù)先掃描每個(gè)顯示器，以確定小化排放的佳方式。

　　另一方面，對(duì)于更大，更昂貴的LCD顯示器，這種做法更不可行，使用自定義LCD顯示器的可能性更小，因?yàn)榭赡苄枰湃攵鄠€(gè)自定義訂單。

　　避免此問(wèn)題的佳方法是從可信賴的制造商處訂購(gòu)，以便備份其排放等級(jí)，此外，通過(guò)圍繞屏幕設(shè)計(jì)來(lái)減少排放可以產(chǎn)生積極的結(jié)果。例如，如果LCD通過(guò)柔性電纜或DIP連接器連接到設(shè)備的其余部分，則在設(shè)計(jì)中添加信號(hào)濾波器可能同樣有效。

　　5.準(zhǔn)備ESD測(cè)試

　　靜電放電測(cè)試，也稱為ESD測(cè)試，是一般CE測(cè)試的重要要求，此測(cè)試過(guò)程會(huì)檢查您的產(chǎn)品在遇到強(qiáng)力靜電放電時(shí)的行為方式，該過(guò)程通常涉及將2至8kV的ESD脈沖施加到產(chǎn)品的暴露金屬表面（接觸放電）以及絕緣表面（空氣放電）。ESD測(cè)試可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成嚴(yán)重?fù)p壞。

　　為了提高產(chǎn)品的性能并避免ESD測(cè)試造成的損害，設(shè)計(jì)人員可以采取以下幾種措施：

　　a、精確定位ESD測(cè)試位置

　　這些是可以在不使用特殊設(shè)備或拆卸產(chǎn)品的情況下觸摸的設(shè)備區(qū)域。外殼上的探索性測(cè)試是該過(guò)程的一部分，其中測(cè)試儀接觸產(chǎn)品底盤的所有外部部分。如果機(jī)箱不導(dǎo)電，其他常見測(cè)試點(diǎn)包括連接器，螺釘頭，鍵盤和按鈕，機(jī)箱接縫，顯示器以及內(nèi)部PCB和組件靠近機(jī)箱的區(qū)域。

　　b、確定ESD測(cè)試級(jí)別

　　通常，放電以逐漸增加的電壓水平施加，從兩千伏到四千伏用于接觸放電，以及從兩千伏到八千伏用于空氣放電。這些級(jí)別可能因您的產(chǎn)品和預(yù)期的安裝環(huán)境而異。請(qǐng)咨詢您的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室或參考產(chǎn)品的適用標(biāo)準(zhǔn)，以確定適用于您的產(chǎn)品的測(cè)試級(jí)別。

　　c、選擇合適的抑制器

　　查找電路板的ESD保護(hù)，請(qǐng)記住，此保護(hù)必須適合應(yīng)用于產(chǎn)品的測(cè)試級(jí)別。火花隙，電阻器，電容器，壓敏電阻和TVS二極管都是用于此目的的良好抑制器，但它們必須適合您的產(chǎn)品，而不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。

　　d、將抑制器應(yīng)用于適當(dāng)?shù)奈恢?/p>

　　一旦有了保護(hù)組件，請(qǐng)務(wù)必將它們放置在盡可能靠近問(wèn)題區(qū)域的位置。這小化了由放電位置和抑制器之間的任何布線引起的串聯(lián)電感。

　　e、想想放電路徑

　　仔細(xì)考慮應(yīng)用ESD的放電路徑。在許多設(shè)計(jì)中，出于安全原因，底盤接地與主板接地分離。一種常見的方法是將電路板接地的機(jī)箱接地回到主電源輸入端。這允許任何放電消散而不影響電路的其余部分。

　　6.管理信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)間

　　較低諧波頻率的良好數(shù)字信號(hào)的幅度比高次諧波大得多，減慢數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間可以進(jìn)一步減少這些高次諧波。但是，過(guò)多地增加轉(zhuǎn)換時(shí)間會(huì)開始降低信號(hào)完整性，尋找“適合點(diǎn)”是關(guān)鍵。

　　控制上升和下降時(shí)間的三種常用方法包括：

　　a、使用邏輯系列控制擺率

　　這通常是應(yīng)用程序有效的選擇，尤其是匹配終端。

　　b、將電阻器或鐵氧體與器件的輸出串聯(lián)

　　控制電路的上升時(shí)間為設(shè)計(jì)人員提供了更多控制，同時(shí)通常比所列出的其他選項(xiàng)的成本更低。鐵氧體同樣有效但成本更高。

　　c、將電容器與器件的輸出并聯(lián)

　　電容器可以增加源設(shè)備拉動(dòng)的高頻電流量。這通常是轉(zhuǎn)換時(shí)間控制不實(shí)用的選擇，但它在某些情況下有效。

　　7.小化循環(huán)區(qū)域

　　電板設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)單，常見的錯(cuò)誤之一是增加了與高頻電流相關(guān)的環(huán)路區(qū)域。這通常是設(shè)計(jì)師監(jiān)督的結(jié)果，特別是如果設(shè)計(jì)師不知道電流流向何處。

　　為避免此問(wèn)題，電路設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解以下內(nèi)容：

　　信號(hào)電流總是返回其源頭。因此，當(dāng)前路徑始終是循環(huán)。

　　信號(hào)電流采用阻抗小的路徑。對(duì)于高頻電流，這往往是電感小的路徑。對(duì)于較低頻率的電流，這是阻力小的路徑。

　　8.降低電纜上的RF噪聲

　　電纜容易發(fā)出RF噪聲，這會(huì)增加產(chǎn)品的總體排放，導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法通過(guò)輻射測(cè)試。

　　如果您完成的設(shè)計(jì)似乎存在輻射發(fā)射問(wèn)題，那么您應(yīng)該首先嘗試找出問(wèn)題，即盡可能多地分離電纜，如果發(fā)射消失，您就會(huì)知道噪聲是從其中一根分離的電纜輻射出來(lái)的。通過(guò)逐個(gè)重新連接電纜直到問(wèn)題發(fā)射重新出現(xiàn)，使用簡(jiǎn)單的消除過(guò)程。在某些情況下，多根電纜可能是問(wèn)題的根源，使得識(shí)別和處理問(wèn)題電纜變得更加困難。

　　雖然人們應(yīng)該記住這些步驟，以便在這些問(wèn)題發(fā)生后緩解這些問(wèn)題，但好在設(shè)計(jì)階段盡可能減少任何意外的RF能量。設(shè)計(jì)人員通過(guò)小化信號(hào)轉(zhuǎn)換速率來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，如前面第6項(xiàng)中所述。

　　有數(shù)百種方法可以減輕這些信號(hào)對(duì)排放的影響，但可以通過(guò)一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)實(shí)踐來(lái)預(yù)防這些影響。這些設(shè)計(jì)實(shí)踐中的個(gè)涉及在電源和靜態(tài)I/O信號(hào)中添加內(nèi)嵌鐵氧體磁珠，或者只需將0歐姆電阻器作為占位符放置在未來(lái)可能需要鐵氧體磁珠的區(qū)域。這些直列式磁珠可用作噪聲抑制磁珠，專門設(shè)計(jì)用于吸收射頻能量并將其轉(zhuǎn)換為熱量。這些建議中的第二個(gè)涉及在連接器處提供足夠的電源去耦。

　　9.選擇正確的電源適配器

　　嘈雜的電源或電源轉(zhuǎn)換器會(huì)給您的設(shè)備帶來(lái)很大的噪音，對(duì)測(cè)試期間設(shè)備的排放性能產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，選擇適合您設(shè)備排放等級(jí)的電源適配器非常重要。

　　排放等級(jí)基本上是描述設(shè)備預(yù)期用途的等級(jí)，例如，A類設(shè)備設(shè)計(jì)用于商業(yè)，工業(yè)和商業(yè)環(huán)境，而B類設(shè)備可用于這些區(qū)域以及住宅區(qū)域，在這兩類中，B要求比A類要求嚴(yán)格得多，對(duì)排放水平的限制要低得多。這種需求差異意味著了解您的設(shè)備類并找到合適的電源非常重要。

　　除此要求外，您還應(yīng)考慮：

　　適應(yīng)電源適配器，電源適配器通常使用直流電阻負(fù)載進(jìn)行測(cè)試，這與動(dòng)態(tài)負(fù)載有根本的不同，這意味著當(dāng)連接到具有更寬電流供應(yīng)頻譜的動(dòng)態(tài)負(fù)載時(shí)，適配器的發(fā)射特性可能不同。電流特性的這種差異可能導(dǎo)致比宣傳的更多的排放。為了大限度地減少這種差異的影響，您可能需要專門設(shè)計(jì)電源電路以處理更寬的電流供應(yīng)范圍。

　　選擇更好的適配器，許多制造商在合規(guī)性測(cè)試方面都不會(huì)說(shuō)實(shí)話，在質(zhì)量較差（或價(jià)格較低）的制造商中比較常見，因?yàn)樗鼤?huì)降低其利潤(rùn)并大化其利潤(rùn)。出于這個(gè)原因，將一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間和金錢投入到值得信賴的制造商的質(zhì)量適配器中并沒(méi)有什么壞處。

　　要求制造商提供測(cè)試報(bào)告，仔細(xì)檢查您購(gòu)買的設(shè)備絕對(duì)不會(huì)受到影響，特別是如果它來(lái)自新的制造商，許多制造商將提供測(cè)試報(bào)告以支持他們對(duì)其設(shè)備的聲明。

　　10.使用屏蔽過(guò)敏電路

　　EMC抗擾度測(cè)試可能會(huì)干擾敏感的模擬電路，這就是為什么要用良好接地的導(dǎo)電屏蔽保護(hù)它們的原因，射頻場(chǎng)中的能量會(huì)引起小電流，這會(huì)干擾電路的運(yùn)行，尤其是傳感器和其他更敏感的部件。

　　通過(guò)在這些敏感部件周圍添加導(dǎo)電屏蔽，可以在CE測(cè)試期間避免大部分這些負(fù)面影響。

　　11.在EMC中找到值得信賴的專家

　　超過(guò)一半的消費(fèi)產(chǎn)品未通過(guò)EMC合規(guī)性測(cè)試，這就是為什么內(nèi)部測(cè)試可能成為制造過(guò)程中如此重要的一部分，預(yù)先合規(guī)性測(cè)試不僅可以讓您的公司在正式測(cè)試之前識(shí)別合規(guī)性問(wèn)題并進(jìn)行糾正，而且還可以通過(guò)消除多次測(cè)試，重新安排費(fèi)用和人工成本的需要來(lái)節(jié)省資金。