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电磁骚扰问题的故障点定位分析(下)

发布时间:2017-08-24 11:25:56点击率:

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产品辐射骚扰问题的故障定位
电子、电气产品辐射骚扰场强测量频率范围30MHz-1000MHz。
测量一般在开阔场或半电波暗室中进行。
辐射骚扰的主要骚扰来源:
       开关电源的开关频率及谐波骚扰
       交流电机的运行噪声、直流电机的电刷噪声
       电磁感应设备的电磁骚扰
       智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰等
辐射发射解决框图
       
当我们通过骚扰定位方式找到辐射骚扰超标点的骚扰源后,即可采用相对应的骚扰源抑制措施。
一般来说:
首先抑制骚扰源,这可以通过优化电路设计、电路结构和排版,加强滤波和正确的接地来达到。
其次是要切断耦合途径,这可以通过正确的机壳屏蔽和传输线滤波达到。

导致辐射发射试验失败的原因:设备的辐射骚扰发射超标有两种可能:
   一种是设备外壳的屏蔽性能不完善;
   另一种是射频骚扰经由电源线和其他线缆的逸出。

判断方法是,拔掉不必要的电线和电源插头,继续做试验,如果没有任何改善迹象,则应当怀疑是设备外壳屏蔽性能不完善;
如果有所改善,则有可能是线缆的问题。
如果针对以上两种可能,采取了必要措施,仍然没有任何改进,则有可能是设备上余下线缆的问题。
工作时产生脉冲电压或电流的设备在进行辐射发射试验时容易失败。

设备产生辐射发射的原因按照影响大小排序如下:
(1)设备外拖的、没有经过滤波的非屏蔽电缆。
   设备外拖的任何电缆都是高效的辐射天线,无论这根电缆上是否传输高频信号,它都是最主要的辐射源。
   一个错误的概念是:只有传输高频信号或数字信号的电缆才会产生辐射。
   电缆产生的辐射以共模辐射为主,对于传输高频信号或数字脉冲信号的电缆,所传输的信号本身就是辐射源。
   对于传输低频或直流信号的电缆,共模电压主要由机箱内的电磁波感应上电缆,或者由线路板的地线和电源线噪声引起。

(2)高频滤波不良的电源电缆。
   另一个重要的辐射源就是滤波不良的电源线电缆,这是一个极容易被忽视的问题。
   在电源线上安装滤波器已经成为一个规范性的设计。
   但是许多人仅认识到电源线滤波器对传导发射的作用,而没有认识到它对辐射发射的影响。
   实际上很多辐射发射超标都是电源线滤波不良引起的。

(3)非屏蔽机箱(机箱内的线路板和电缆)。
  许多商业设备采用了没有经过导电涂覆处理的塑料机箱,这类机箱对电磁波没有屏蔽作用,因此线路板及内部互连电缆产生的辐射都是不容忽视的。
  一般含有微处理器电路的设备使用非屏蔽机箱很难满足商业电磁兼容标准中对辐射发射限制的要求。

(4)屏蔽层端接不良的屏蔽电缆。
  有些设备虽然采用屏蔽电缆作为互连电缆,但是电缆屏蔽层并没有接到正确的位臵,或者没有按照360°端接的原则端接,从而产生辐射。

(5)屏蔽机箱上的缝隙和孔洞
  屏蔽机箱的泄漏主要来自机箱上的孔洞和缝隙。
  特别是当孔洞和缝隙附近有电缆、线路板等辐射源时,孔洞和缝隙的泄漏十分明显。

6.骚扰功率问题的故障定位
一般认为,声频功率放大器、音/视盘机、录音机等设备,它们30MHz以上的辐射发射主要是通过与其相连的电源线和其他连接线向外辐射的。因此可以用电源线和其他连接线上的骚扰功率来定义其辐射骚扰性能。

6.1 形成骚扰功率泄漏的骚扰源分析
骚扰功率泄漏的骚扰源与辐射发射骚扰源基本相同,此处不再加以分析。
6.2 导致功率发射试验失败的原因
由于功率发射试验的频率较高(30~300MHz),因此导致这项试验失败的主要原因是电源线滤波装臵的高频插入损耗不足。
对可能存在的问题总结如下:
(1)滤波器电路没有屏蔽,这种情况经常发生在将滤波电路安装在线路板上的场合,高频干扰直接耦合进滤波电路,造成滤波器失效;
(2)滤波器本身高频性能不良,在100MHz以上插入损耗很小;
(3)使用非屏蔽机箱,导致滤波器的金属外壳无处端接;
(4)使用非屏蔽机箱,干扰直接耦合到电源线和信号线上,滤波器实际上没有起作用;
(5)在屏蔽机箱中,滤波器离电源进口过远、造成干扰直接耦合到电源线和信号线上;
(6)在屏蔽机箱中,滤波器外壳与金属机箱之间连接阻抗过大(没有直接搭接,而是通过长导线连接);
(7)滤波器的输入线与输出线靠得很近,发生耦合,导致滤波器的高频插人损耗不足。

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