今天是EMC基礎知識的第六篇,輻射發射相關。
概要
概念噪聲類型產品等級限值要求輻射類型頻譜圖解讀適用標準輻射發射測試最高頻率確定實驗布置EUT設置
概念
電子、電氣產品或系統在工作時向周圍空間發射的電磁波。這些電磁波通過空氣傳播,而不是通過導線,如信號線或電源線。輻射發射測試是電磁兼容性(EMC)測試的重要組成部分,它評估設備在正常工作狀態下對外界的輻射干擾強度。
噪聲類型
1、寬帶噪聲:電源,地噪聲為主,這些電路里面的MOS管,二極管,開關管,或者電流的回路環、連續的不同占空比的控制信號,引起的震蕩;這個震蕩會帶來比較豐富諧波分量,就想小山包一樣,也叫包絡;如下圖所示:
舉例
1、開關電源2、升降壓電路
3、充電電路
2、窄帶尖峰:系統頻率為主,就是一個固定頻率信號,發射強度超出限制,下圖標號均屬于窄帶尖峰超標。
舉例
1、晶振2、RGB信號3、LVDS信號時鐘線4、DDR
5、USB時鐘線
產品等級
CLASS A
1、工、科、醫設備的工作場所2、大的容性負載和感性負載頻繁開關的場所
3、大電流并伴有強磁場的場所
CLASS B
1、居住環境:如住宅、公寓等居住場所;2、商業環境:商店、超市等零售網點;辦公樓、銀行等商業樓;電影院、酒吧、舞廳公共3、娛樂場所;加油站、停車場、游樂園等戶外場所;
4、輕工業環境:工廠、實驗室、維修中心等輕工業場所;
限值要求
CLASS A
3m場:
在30-230MHz要求不能超過50dBuV;
在230MHZ-1GHz要求不能超過57dBuV;
10m場:
在30-230MHz要求不能超過40dBuV;
在230MHZ-1GHz要求不能超過47dBuV;
CLASS B
3m場:
在30-230MHz要求不能超過40dBuV;
在230MHZ-1GHz要求不能超過47dBuV;
10m場:
在30-230MHz要求不能超過30dBuV;
在230MHZ-1GHz要求不能超過37dBuV;
輻射類型
1、差模輻射:電流在信號環路中流動產生;
2、共模輻射:由于導體的電位高于參考電位產生;
頻譜圖解讀
頻譜圖
解讀
1、橫軸代表頻率,縱軸代表輻射強度;
2、藍色的線是標準線,全部低于它,代表本次測試通過,符合對應的標準;
適用標準
1、CISPR32/EN55032(信息技術產品、音頻類產品)
2、CISPR11/EN55011(工科醫)
輻射發射測試最高頻率
輻射發射測量的最高頻率選擇是根據產品內部頻率范圍進行選擇的,具體可以參考下表。
實驗布置
1、任何超長電纜應進行無感捆扎。捆扎的長度應小于0.4m 以滿足標準給出的間距要求。無感捆扎是指利用最小可行的彎曲半徑,將線纜來回折疊,從而縮短電纜。當無法捆扎時,應避免電纜繞環。
2、所有不架空布置回環電纜,其有效長度應長于2m。如果可能,對于回環電纜的布置應使其輸出線 與回線之間不形成緊密耦合。如果可能,電源線的有效長度應為1m±0.1m。電纜長度是指,當電纜拉直時電纜連接端子之間的距離,不包括任何連接器針腳的長度。
3、當電纜包含一組或多組折疊捆扎時,有效電纜長度是指,電纜連接端子之間的距離,不包括任何連接器針腳。如果電纜進行了捆扎,則有效電纜長度比實際長度短。應在 EUT 每種類型的端口中的至少一個端口端接能夠模擬典型工作條件的負載和/或裝置。
4、示意圖
EUT設置
根據EUT的電路設計與工作特性,選擇EUT輻射騷擾場強最差模式,EUT工作電流電壓、EUT負載情況、EUT技術參數設置均可能影響EUT的輻射騷擾場強測試結果,應選擇最惡劣的情況進行測試
舉例:開關電源在輕載的時候,RE表現會比較好,但是重載的時候,RE可能會臨界
測試NG的原因及應對辦法
原因
1、DC-DC 工作時開關管的振鈴經常導致輻射發射問題,電池充電電路類似;
2、網口、USB口、顯示屏線等端口沒有濾波或者濾波不良;
3、速率高的板卡,如CPU主控板、開關電源等, 這些板卡都是強輻射源;
4、設備外拖的、沒有經過濾波的非屏蔽電纜(比如IBP,TEMP,SPO2 電纜都可等效為天線,會把設備內部的輻射帶出來);
5、高頻濾波不良的電源電纜;
6、機箱沒有屏蔽性能;
7、屏蔽層端接不良的屏蔽電纜;
8、屏蔽機箱上面的縫隙和空洞沒有處理好;9、整機鈑金接地、鈑金搭接沒有處理好;
10、含多晶振的復雜系統;
應對辦法
1、一一處理上述試驗失敗原因提到的各項;
2、能用低速率芯片實現的電路不用高速器件實現;
3、信號端接,避免振鈴和過沖;
4、對強輻射晶振使用擴頻手段;
以下是本篇的思維導圖:
以上是今天的內容。