EMC整改案案例解析及分析(静电辐射发射快速脉冲群)

2023-12-25 10:44

本文主要是介绍EMC整改案案例解析及分析(静电辐射发射快速脉冲群),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

EMC整改案案例解析及分析(静电&辐射发射&快速脉冲群)。

一:静电ESD
静电是生活中常见的问题,设备在进行EMC设计时候,静电放电是不能缺少的项目,静电问题直接影响到设备的使用。

减轻静电放电现象影响的一些常用方法包括:

1.绝缘 2.正确接地 3.抑制/过滤 4.电隔离 5.固件 6.绝缘

下面就一个设备的问题进行分析,基本概况

设备类型:手持设备 设备领域:工业用品 外壳类型:塑料 放电点:外部充电口,外部通讯口,外部连接口。

问题点:放电后设备出现死机、花屏等显现象。

问题分析:设备出现花屏和死机现象可能是由于静电引起的电路复位和异常保护。花屏一般当设备固定刷新且flash和单片机无死机情况下是可以恢复的,这种在EMC静电实验是允许的,当不可恢复的时候需考虑设备的内部电路是否出现了异常,或者局部闩锁的现象。

死机问题就复杂了,手持设备牵扯到电池,供电电路,内部软件控制等,当静电导致关机可以重启,说明硬件电路没有受到损伤,后续可以进行排除法,排除硬件闩锁和防护问题后,可对敏感信号进行查询,因为静电会导致地电平异常,对于地参考电平敏感的部分控制信号需特别关注,千万注意电路中软件防抖的设计。这是嵌入式工程师不可或缺的。

问题解决:死机问题系电路中的敏感信号触发,导致关机现象。对于常见的USB,LAN口等已经有了完备的防护电路,可以从ADI,TI等获取成熟的防护方案。

二:辐射发射
射发射主要测试设备在正常工作时自身对外界的辐射干扰强度,按照在客户端的典型安装要求对受试设备进行布置,线材要遵从规格书规定的长度和型号;除了36.201.1a规定的设备外,其他设备和系统应根据GB4824(工业、科学和医疗(ISM)射频设备骚扰特性限值和测量方法)进行分组、分类和测试。当高频信号如时钟,高速信号线等通讯时候,由于寄生电容,寄生电感等参数,很容易产生谐波等,白盒显示状态的设备的上升和下降沿时间过长,震荡,过冲和下冲等,都是EMI产生的主要源头,还有开关电源在开关切换过程中产生的问题。

PCB布线如何避免?

线长:当引出线缆达到高频信号波长λ的1/20,就会发生辐射发射。如100MH的信号,根据波长速度关系,V/f=λ λ/20=0.15m。意味着线长需要控制在15cm,这是非常严苛的要求,对于大多数设备都是无法实现的,但是对于高速信号线最好按照此要求控制线长。以及后端设备接线的方式最好是使用屏蔽线缆。

布线:对于高频信号布线就需要考虑PCB设计,包括走线和阻抗设计等

屏蔽?如何屏蔽?
λ = V/f = 310^8 /50010^6 = 0.6m r<λ/4 r = 15cm时候,才能阻挡传播。所以当设备的EMI严重时候,可以根据需求进行屏蔽,或者使用品屏蔽材料进行屏蔽。对于PCB设计中板子边缘保持20H的原则,减少电路板对外的辐射发射,可以采用金属包边,地包天设计减少EMI的影响。

吸收?如何吸收?

现阶段市面上有很多成熟的高磁导率的吸波材料,可以对不同频段的有所减少,但是受到温度和实际应用的限制,可以在消费品中常见。

问题分析:设备辐射发射超标B级别,A级别符合。由于设备是手持产品,无可靠接地,设备内部有高频信号线,如果信号完整性不好,那么高频信号很容易产生高次谐波,谐波分量成比例增加,是引起指标超标的主要问题,所以抑制信号中的高频分量非常重要,设备内部特别是显示屏接地和显示屏时钟信号线是问题多发点,需要在结构和电路设计中充分考虑电流回路面积尽可能小和接地良好性,对应对静电放电也有很大帮助。对于部分设备还可以使用导电泡棉或者接地弹片优化接地回路,进而减少设备的EMI影响。

下图是一个参考值。一般情况下在高频时候的辐射发射幅值一般都是倍数关系,如250MHZ 500MHZ 750MHZ 等。可以根据频点检查设备那块存在此频点的基频,当确定基频信号时候进行白盒复测使用示波器进行测试,进而使用频谱分析功能进行进一步评估,对于设备全的公司可使用近场探测仪器进行测试。

问题解决:达到B级别测试需求

1:时钟线增加磁珠,可以将匹配电阻更换为有效磁珠测试,或者采用阻容吸收电路在保证信号的前提下,吸收高频噪声,磁珠需要根据频率阻抗特征曲线选取。

2:增加液晶接地的可靠性,对液晶背部进行有效接地,不单纯依靠FPC软线连接。

补充:
对于台式带接地的设备,进行发射发射整改时候,也需要注意液晶接地和液晶排线的处理,设备内部接地保证低阻抗,对特殊对外的端口,如网口和usb需在PCB设计中做处理,一般情况下外部通讯地和内部电路板的地式隔离的,通过电容或者电阻进行单点连接,如下,两个隔离地通过隔离变压器处的电容或者电阻进行连接,根据实际情况,一般就放电容即可。信号线和电源线在走线中需要避免一起捆扎。

液晶上的始终信号和其他通讯信号,在高频情况下,通过液晶排线和连接器,由于液晶排线和连接器上的等效电感和回路阻抗较大,对原有的信号造成干扰,高频信号极易容易产生谐波分量。造成辐射发射的超标。一般液晶组件后面都有接地屏蔽面,需进行有效的接地。在涉及软排线时候最好加一层地平面。

三:快速脉冲群EFT
电快速脉冲群具有突发,高压,宽频的特征,几乎可以覆盖EMS测试中除了浪涌,电压跌落之外大部分频率,是高频测试非常典型的代表。电快速脉冲群主要针对电源线或者信号线进行耦合的。在测试中由于寄生参数的存在,高频信号耦合到线缆上,会导致电路内部信号异常,当干扰信号流经电路板中有生命的地方时候,造成敏感信号的误触发等,如敏感的kill信号,reset信号,sw信号,pwm信号,对时序要求高的信号等,造成设备出现异常。

如何消除?如何屏蔽?

   对于电源线,信号线等,必要的滤波电路非常重要,针对电源和信号的滤波电路常有差模滤波共模滤波器等安装在机器电源入口处,实现对干扰信号的就近处理,对于电源的滤波器需要可靠的接设备机壳,对于线缆的接地线需要就近接入机壳,做可靠连接。将可以注入干扰信号的线缆和其它线缆分开捆绑或者在PCB上单独特殊走线,详细请参考《信号完整性和电源完整性分析》这本书。

手持设备如何避免?

   对于手持设备针对电源和信号线的快速脉冲群测试更难处理,因为滤波器的体积等限制无法安装。只能依靠设备内部的滤波电路,PCB布线和芯片自身的噪声抑制能力等。同时兼容软件的容错机制,可以最大化的降低风险。当然手持设备是可以独立脱离电源适配器使用的,可以不进行快速脉冲群的认证。

————————————————
版权声明:本文为CSDN博主「长工张」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/xuxudeta/article/details/114220820

这篇关于EMC整改案案例解析及分析(静电辐射发射快速脉冲群)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/535221

相关文章

Agent开发核心技术解析以及现代Agent架构设计

《Agent开发核心技术解析以及现代Agent架构设计》在人工智能领域,Agent并非一个全新的概念,但在大模型时代,它被赋予了全新的生命力,简单来说,Agent是一个能够自主感知环境、理解任务、制定... 目录一、回归本源:到底什么是Agent?二、核心链路拆解:Agent的"大脑"与"四肢"1. 规划模

MySQL字符串转数值的方法全解析

《MySQL字符串转数值的方法全解析》在MySQL开发中,字符串与数值的转换是高频操作,本文从隐式转换原理、显式转换方法、典型场景案例、风险防控四个维度系统梳理,助您精准掌握这一核心技能,需要的朋友可... 目录一、隐式转换:自动但需警惕的&ld编程quo;双刃剑”二、显式转换:三大核心方法详解三、典型场景

Spring Boot Interceptor的原理、配置、顺序控制及与Filter的关键区别对比分析

《SpringBootInterceptor的原理、配置、顺序控制及与Filter的关键区别对比分析》本文主要介绍了SpringBoot中的拦截器(Interceptor)及其与过滤器(Filt... 目录前言一、核心功能二、拦截器的实现2.1 定义自定义拦截器2.2 注册拦截器三、多拦截器的执行顺序四、过

Python实现快速扫描目标主机的开放端口和服务

《Python实现快速扫描目标主机的开放端口和服务》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Python编写一个功能强大的端口扫描器脚本,实现快速扫描目标主机的开放端口和服务,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录功能介绍场景应用1. 网络安全审计2. 系统管理维护3. 网络故障排查4. 合规性检查报错处理1.

MySQL快速复制一张表的四种核心方法(包括表结构和数据)

《MySQL快速复制一张表的四种核心方法(包括表结构和数据)》本文详细介绍了四种复制MySQL表(结构+数据)的方法,并对每种方法进行了对比分析,适用于不同场景和数据量的复制需求,特别是针对超大表(1... 目录一、mysql 复制表(结构+数据)的 4 种核心方法(面试结构化回答)方法 1:CREATE

Springboot3 ResponseEntity 完全使用案例

《Springboot3ResponseEntity完全使用案例》ResponseEntity是SpringBoot中控制HTTP响应的核心工具——它能让你精准定义响应状态码、响应头、响应体,相比... 目录Spring Boot 3 ResponseEntity 完全使用教程前置准备1. 项目基础依赖(M

C++ scoped_ptr 和 unique_ptr对比分析

《C++scoped_ptr和unique_ptr对比分析》本文介绍了C++中的`scoped_ptr`和`unique_ptr`,详细比较了它们的特性、使用场景以及现代C++推荐的使用`uni... 目录1. scoped_ptr基本特性主要特点2. unique_ptr基本用法3. 主要区别对比4. u

C++11中的包装器实战案例

《C++11中的包装器实战案例》本文给大家介绍C++11中的包装器实战案例,本文结合实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录引言1.std::function1.1.什么是std::function1.2.核心用法1.2.1.包装普通函数1.2.

SQL 注入攻击(SQL Injection)原理、利用方式与防御策略深度解析

《SQL注入攻击(SQLInjection)原理、利用方式与防御策略深度解析》本文将从SQL注入的基本原理、攻击方式、常见利用手法,到企业级防御方案进行全面讲解,以帮助开发者和安全人员更系统地理解... 目录一、前言二、SQL 注入攻击的基本概念三、SQL 注入常见类型分析1. 基于错误回显的注入(Erro

SpringCloud Stream 快速入门实例教程

《SpringCloudStream快速入门实例教程》本文介绍了SpringCloudStream(SCS)组件在分布式系统中的作用,以及如何集成到SpringBoot项目中,通过SCS,可... 目录1.SCS 组件的出现的背景和作用2.SCS 集成srping Boot项目3.Yml 配置4.Sprin