电磁兼容技术-电磁干扰案例分析

1、Rarkii Liu, 2013.6Rarkii Liu, 2013.6Email: LiuXW电磁干扰基本理论电磁干扰三要素电磁干扰防护原理电磁干扰案例分析上图中已经知道P/P0电压比值：V/V0 (dB为单位）应该怎么表示？假使已经测得P=100dBm,那么它所对应的电压V=dBuV? dB（电压比值）dB(功率比值）电压相关60dBuV=1000uV=1mV120dBuV=1000000uV=1V126dBuV=2000000uV=2V180dBuV=1000V=1KV功率相关0Bm=1mW=0.001W4dBm=2.5mW=0.0025W20dBm=100mW=0.1W30dBm=10

2、00mW=1W33dBm=2000mW=2WdBuV与dBm如何相互转换？ 首先我们要假设基准的阻抗，例如测试仪器一般为50欧姆，这样，P与U的关系就建立起来了，P=U2/R。 最后得出， 0dBm 0dBm 107dBuV107dBuV 1dBm 1dBm 108dBuV108dBuV30dBm30dBm 138dBuV138dBuV当 时，即 ， 时， ，电压u(t)与电流i(t)相位相同，电路发生谐振。式中 为电路的固有谐振频率。电路谐振时的电流为 ，电路谐振时的电压为 ， ，其中，Q为串联谐振电路的品质因数， ，其数值等于谐振时感抗或容抗与电阻之比。)()()1()(jwjwZwCwL

3、jRIUjwZ0)(jw01wCwLLCww10LCw10RUZUIssRjwZ)(SRUIRUSSLUjQURLwjILjwU00SSCUjQURCwjICjwU0011RRCwRLwQ001PCB信号回路耦合，变压器初次级耦合？PCB信号走线耦合，器件与线缆耦合？混合接地用来干什么？为什么？输出“1”输出“0”？输入“1”输入“0”ViViHViL0V0VVoVoLVoHVccVcc0V0VVccVcc静态噪声容限，“1”静态噪声容限，“0”u3.3V供电时的LVCMOS器件u5V TTL器件u5V CMOSu3.3V TTL器件u2.5V TTL器件u2.5V供电时的LVCMOS器件uE

4、CLV VCCCCV VOHOHV VOLOLV VIHIHV VILIL5V2.4V0.5V2V0.8VV VCCCCV VOHOHV VOLOLV VIHIHV VILIL3.3V2.4V0.4V2V0.8VV VCCCCV VOHOHV VOLOLV VIHIHV VILIL0V-5.2V-0.88V-1.72V-1.36VV VCCCCV VOHOHV VOLOLV VIHIHV VILIL2.5V2.0V0.2V1.7V0.7VV VCCCCV VOHOHV VOLOLV VIHIHV VILIL5V2.4V0.5V2V0.8VV VCCCCV VOHOHV VOLOLV VIHIH

5、V VILIL3.3V3.2V0.1V2.0V0.7VV VCCCCV VOHOHV VOLOLV VIHIHV VILIL2.5V2.0V0.1V1.7V0.7V电感，变压器，芯片，发射天线电容，浮件，晶振，发射天线电感耦合电容耦合电阻耦合公共阻抗耦合变压器耦合电感与线缆耦合电容与线缆耦合器件与线缆耦合滤波输入与输出耦合PCB平行耦合与相邻层耦合芯片电路接收天线磁头信号控制信号敏感性接收程度噪声路径暴露程度电场屏蔽电场屏蔽铜铁铝金银导电玻璃磁场屏蔽磁场屏蔽铁硅钢片坡莫合金电磁场屏蔽电磁场屏蔽铜铁电磁吸收电磁吸收吸波材料磁片器件接地 电阻 电容 磁阻 电感 变压器 连接器导体接地 金属 铜质弹

6、片 钢质弹片 铝质弹片 材料 铜箔 铝箔 导电布 导电橡胶分地 数字与模拟 高速与低速 敏感电路 强扰电路 传导发射 安全考虑组件滤波组件滤波器件滤波器件滤波瞬态防护瞬态防护磁环 铁 锰锌 镍锌磁夹电容电阻磁珠电感组合器件TVS压敏半导体防雷管气体放电管问题描述：问题描述： S80工程样机在USB通讯时，使用对讲机对其干扰，USB通讯立刻失败。问题分析：问题分析： S80使用的MINI USB转USB线缆的两端USB外壳并没有相连，因此信号的GND环路过大，且环路对外暴露程度很大，对干扰的接收效率很高，最后导致了USB通讯失败。 使用其他三种MINI USB转USB线缆都不会造成通讯失败，因此

7、是USB转接线本身的质量问题。风险分析：风险分析： 客户在使用USB通讯下载应用发生故障需满足两个条件：一是使用劣质转接线，二是有对讲机对其干扰。这种概率非常小，即使有，也是可以接受的。因为程序也许几年才下载一次，不是安全触发或硬件损伤的重大缺陷，因此该缺陷可以不用处理。屏蔽层MINI USBUSB FemaleS80U 盘USB外壳与屏蔽层的搭接线缆双绞，屏蔽，接地，紧密程度问题描述：问题描述： D210在待机的时候，磁头出现刷卡错误。其出线概率为较小，有时候几分钟，有时候一两小时。问题分析：问题分析： 待机模式中磁头检测是打开的，D210使用的是兆讯方案的磁头。使用之前IDTECH的磁头不

8、会出现刷卡错误，新磁头方案抗扰性比较差。 IDTECH采用三对差分信号输入，而兆讯采用三根单端信号输入，抗干扰性能较差。从敏感体来改善，将单端信号的阈值增大，但同时也造成了兼容性问题，滤除了噪声的同时也同时造成了较微弱信号无法识别。从源头来改善，发现是7.4V充电时造成，将7.4V走线移向远离磁头的PCB内部，问题得到圆满解决。风险分析：风险分析： 此问题属于内部干扰，且充电状态和磁头待机会同时存在，因此需要重点解决，通过上述分析，有以下方案： 将将7.4V7.4V电源走线走到电源走线走到PCBPCB中央，并走在内层，并在两侧打地孔。中央，并走在内层，并在两侧打地孔。磁头充电芯片7.4V兆讯方

9、案IDTECH方案效率，环路，能量传递D210接口板问题描述问题描述 客户在使用过程中，S90经常发生多台机器安全触发。问题分析问题分析 经过对客户现场的模拟分析，进行了静电与对讲机干扰两种实验，最终确定为对讲机干扰所致。 对讲机的干扰频率为400MHz,通过在MESH上加100pF电容，可以解决问题，另外也可通过 将MESH墙上增加铺铜减少MESH对对讲机干扰接收效率也可以解决问题。风险分析风险分析 在支付行业中，客户使用对讲机是经常性的，因此此问题需要针对库存及新生产的机器导入抗干扰措施。手工飞线加手工飞线加库存机器原理图增加电容原理图增加电容新生产机器环路的屏蔽干扰的距离环路的滤波干扰的

10、结果问题描述：问题描述： 客户在使用过程中，S90在使用某些卡片时候磁头无反应或者报错。问题分析：问题分析： 经过仔细对比分析，找到问题原因如下：异常的卡片，有问题批次的CPU再加上环境湿度低的情况下出现的ESD现象。只有这三原因加一起，才会复现出故障现象。 一些措施： 软件方面：监控磁头的中断响应，但不能从根本上解决问题； 硬件方面： 风险分析：风险分析： 干燥的环境经常存在，概率很大，因此需要针对库存，返修，新生产的机器进行导入。将磁头线剪短，并双绞，磁头导轨包上铜箔接地1将导轨做成金属，不接地2将塑料导轨喷导电油漆3导轨参杂碳粒（导轨电阻为几十K欧姆）材料本身的起电性能材料本身的起电性能

11、接触的紧密程度、压力接触的紧密程度、压力摩擦的速度摩擦的速度环境温度环境温度环境湿度环境湿度 耦合程度线缆剪短，双绞改变材质，减少摩擦起电12问题描述问题描述 SP30巴西认证摸底测试中，非接读卡测试中，RE辐射超标超标了10dB。问题分析问题分析 在静态测试中，并没有超标的频点与频段，而SP30辐射超标的频点与频段，基本都是13.56MHz的倍频与非接读卡使用的5V电源所致。 首先，在SP30上装一个磁扣，可以降低6dB左右，多扣几个基本可以将辐射压到限值以下，但对于认证来说，显然不现实，实验室不会认可，外表更不美观。 最后，从路径上去解决问题不现实，我们必须找到内部的干扰源头，通过仔细分析，发现