电子设备的电磁兼容性设计、试验和对策案例分析

1、钱振钱振NI 1这是一份讲述电子设备这是一份讲述电子设备的电磁兼容性设计，试验和对案例分析的资料，部分是作者在日常工作中的体会，部分是同事在工作中的收获，还有较多部分的内容是通不同收集得到的资料，现将它们一起（一共30多个案例），以满足读者的需要2010-3-22010-3-2010-3-3案例1：电磁干扰问题和步当一个产案例1：电磁干扰问题和步当一个产品无法通过电磁骚扰发射测试时，不能先入主观确定要在哪些地方采取措施。因为最后发现题的地方往往都是起先认为不太可能的地方。由于电磁骚扰发射问题的错综复杂性，因此不论产品熟悉与不悉，都要逐一确认，甚至要多次确认下面是一套电磁干扰参考步骤，能快速找出

2、产品电磁骚扰发射问题，有较强的实用性2010-3-4步骤将桌子转到被试设备最大发射的位置，初造步骤将桌子转到被试设备最大发射的位置，初造成试设备辐射大的原因。并关掉被试设备电源加以确认说明在测试设备的辐射骚扰发射时， 被试设备必须旋转360，测量用天线的高度要在1m到4m内变化，其目是辐射最大的情况强，故可以初步推测造成辐射过强的原因，例如在这位置上是不是设备不好，或者太靠近设的辐射源，以及这个位置上有没有电线电缆经过等等。要时还可以借助测量探头、频谱仪(或测量，甚至是示波器)来探测造成辐射过强的部位，从而探究造成辐射过强的原因。2010-3-5另外，必须注意的是，要关另外，必须注意的是，要关

3、掉被试设备的电源，看噪是否存在，以确定噪声是不是的确是由被试设备所产生曾经见到过在测试监视器时，某一频点始终存在无法决的骚现象，直至最后才发现这是由个人计算而非监视器所造成亦有在开阔场测试监视器发现有某几个频点无法通过，初步判断应该是监视器产生的结果关掉电源后发现声依然存在（背景噪声）的例子所以关掉被试设备电源这一步骤是必须的，而这一点测试中是容易被忽视的2010-3-6步骤将连接被试步骤将连接被试设备的周边电缆逐一取下，看干扰的噪声否降低说明。倘若取下某一根电缆而频点上的辐射骚扰减小或甚至消失，则可以认定该电缆已成为辐射天线，将机内的电磁任何电磁骚扰必须要有天线的存在，才能产生辐射。倘若只存

4、在噪声源而没有天线这一条件，即使有辐射源存在，其量值也是应该很小的。假设接了天线，由于天线效应便能把能量辐射到空间。所以电磁骚扰辐射的对策除了要针对噪声源做处理外，最重要的是要检查产生辐2010-3-7下面是几种常见的产生下面是几种常见的产生辐射的原因（1）设备外部连接的电缆成为辐射天对于由设备外部连接的电缆成为辐射发射天线的情况，噪声的大小与电缆的长度有关，尤其是当电缆线的长接近于是噪声的半波长时为最大，常造成电磁辐射骚无法通过测试。所以在发现有辐射外部连接电缆做一些判断（估计一下时，必须人为频率的波长与相应电缆线长度之间是否存在某种必然关系），否则很可能因为疏忽而浪费时间2010-3-8（

5、a）当噪声是由设的印刷线路板或接地所产生并经电缆（a）当噪声是由设的印刷线路板或接地所产生并经电缆线传输，在这过程中，噪声在电缆线上边传导边辐射致辐射。作为判断可先将电缆线取下，或在电缆线上套一颗铁氧体磁珠（磁环或磁筒），若发现噪声减低。倘再将电缆靠近设备（用不直接连接），噪声并没有因此而明显升高，故可以断该噪声确实是由设备边传输、边辐射的产生，然后通过连接电缆向（b）假使噪声是由设产生，经过电磁耦合后进外部电缆，使外部电缆成为辐射天线的。作为判断，只要将这条电缆靠近设备，如果从测试的图谱上可以看到噪声立刻升高的，这表示噪声已不单纯是由电缆线所带出来的，而是设备本身具有相当大的噪声能量，所以在

6、有电缆线靠近设备时，噪声会通过耦合而进入电缆线，然后利用电缆线的天线作用再辐射到周围空间。不少通讯类产品确有这种情况发生。对于这种情况简单地采用铁氧体磁珠（磁环或磁筒）进行处理，并不能彻底解决问题2010-3-9（2）机在产的引线连接线成为辐射天的一之间经常会通过（2）机在产的引线连接线成为辐射天的一之间经常会通过一连接的连接来完成应有的工作。当这些连接线靠近噪源时就很容易成为辐射天线，将噪声辐射出去。针对氧体磁珠（磁环或磁筒）来进行抑制（多数铁氧体磁珠、磁环和磁筒的峰值抑制频率在100MHz 左右）。对于200MHz以上的高频噪声可以将内连线的位置做后左右的移动，通过观察噪声是否会增大或减小

7、来进行（3）印刷布线太长、布线不当而成为辐射天由于印刷线走线太长或太靠近噪声源而使印刷线路板走线被为发射天线。对于此种情形当外部电缆取下，而仅剩电路板时，在测量仪器（如频谱仪）上然可以看到有噪声存在，此时可用探棒测量印刷线路噪声最强的地方，找到辐射的原因，并加以解决2010-3-（4）电路 板上的（4）电路 板上的组件成为辐射来大的辐射，使得电磁辐射发射测试无法通过。这时在经（1）、（2）和（3）的分析后会发现噪声依然存在，这种情况下，最常用的解决办法是换一个类似的组件（不同牌号的同类组件往往有不同的电磁兼容性能），观察电频谱仪(或测强的部位，甚至是示波器)来探测造成辐射注意在高频和高速线路附

8、近应该没有输入/输出接口及连接线等经过。当然情况允许，将这部分电路采用局部蔽也是一种快速而有效的办法2010-3-通过上面的通过上面的分析，不难了解到造成电磁辐射的最关键地易产生电磁辐射。另外，电源线也往往是造成天线效应方2010-3-步骤当电源线无法移去，可上步骤当电源线无法移去，可上套铁氧体磁环，或者将源线进行水平与垂直摆动，观察噪声是否有减小或变化对于有电池的产品（如笔记本电脑），则可以通过取下电源线来判断（判断噪声是不是与电源线有关）。说明如前所述，电源线往往也会成为辐射天线，尤其是台式到电源线上，所以判断产品的电源线是否受须的步骤是必体磁环的方式进行判断（ 可一次多套几个） 。对于

9、若频谱仪上显示噪声的大小有明显的差别，则表明电线已成为辐射天线2010-3-倘若辐射确实是由电源是要让备的电倘若辐射确实是由电源是要让备的电磁噪声减小，以避免电源线的二次辐射。于通过电磁耦合将噪声引入电源线的，拉大噪声源与源线的距离是必须的，但有时换用一根好的电磁噪声的抑制效果线也取得由这一可知道，除了要使可能产生辐射噪声的件远离输入/输出端口外，也必须尽量远离电源线以及开关电源的板子，以免从电磁的噪声耦合到电源线上，使得辐射及传导都无法通过电磁兼容测试2010-3-步骤检查电缆接头端的接地螺丝是否旋紧，以及步骤检查电缆接头端的接地螺丝是否旋紧，以及外端接地是说明依前面三个步骤找了一下问题后，

10、必须再做一些检查，透过这些检查，也许不须做任何修改，便可通过电磁骚例如检查电缆端的螺丝是否旋紧。这时可以将松掉的丝上紧，以加强电缆线的效果。另外，还可以检设备外接连接插头的接地是否良好，假设外壳为金属且有喷漆，则可考虑将连接插头处的喷漆刮掉，使其接再有，如果使用电缆线，必须检查接头端处外覆的金属网与连接插头的金属外壳配合是否紧密（有许多能不好的线，例如RS232接口的连接线就是因为蔽线的金属层并没有与连接插头的外壳紧密配合以致起不到充份效果）2010-3-另外，对于接件（如键盘及电源另外，对于接件（如键盘及电源的件），还常常由于电缆线的插头与设备的插座之间配合得不好，影响了电磁噪声的辐射。检查

11、的方法可以将接头拔掉看噪声是否减小，如果是减小了，则有两种可能性，一种是电缆线本身的辐射干扰；另一种是接头间接触不好。这插上接头，用手将接头端子稍微向左右摇动，看噪声否会减小或，若会减小可以将键盘或电源的连接头，用铜箔胶带贴一圈，以增加其和机器接头的密合度，这一点也是实测上很容易被疏忽，而会误判机器的电磁辐射为什么在每次测试时时好时坏，以致花了许时间在其对策上面2010-3-案例2：传导骚扰电压测试中的设备接地点选类设备作电源线传导骚扰案例2：传导骚扰电压测试中的设备接地点选类设备作电源线传导骚扰电压测试，被试备的接地线采取就近接地（接参考接地板），发现测试果不满足限值要求被试设至测人工电源网

12、接地电源电源输接地2010-3-2010-3-2010-3-上述试验室里进行，因此试验的不合格应当不怀是上述试验室里进行，因此试验的不合格应当不怀是由外界电磁辐射所造成的的应当怀疑是被试设本，以及试验布局不当造成。根据试验的布局情况，认为有可能是试验布局不当造成。主要是观察试验布局后，觉得被试设备与人工电网络的电源连线人工电源网络的接地线参考接地板被试设备的接地了一个比较大的环路射发射天线，也可以成为干扰接收的天线。对于后一情流，这个电流的大小与环路的面积成正比，而且对于特大小的只要环路中有感应测到骚扰电压生，必定会增大人工电源网络至于上述分析中的电磁骚扰的辐射源，有可能是被试设本身，通过设备

13、表面形成向外的辐射2010-3-试验布局的改进办法：将被试设备的接地线从就近接地为经人工电试验布局的改进办法：将被试设备的接地线从就近接地为经人工电源网络的接地端子接地，被试设备的接地线量靠近被试设备与人工电源网络之间的电源连线，以便由这两根的电磁骚扰的接收环线为最小被试设至测人工电源网接地电源电源输接地2010-3-2010-3-2010-3-启示本案例是传导骚启示本案例是传导骚扰测试中很值得注意的接地问题，应将对于带有较大低频辐射的产品（150kHz30MHz），测试时，要注意信号线和电源线（及其环路）的相对位本案例中除了改变布局，其他如增加被试设备电源端的滤波器在一定程度上也可能得到解决

14、，因为测试得到结果总是综合的，改变某一都有可能使结果符合试要求，但这里试验的规范是放在第一位的2010-3-二二2010-3-案例3：开关电源高频变压问开关电案例3：开关电源高频变压问开关电源中产生电磁骚扰的根本原因是线存在变化速率很高的电流和电压，它们通过导线的直接传导，以通过电感和电容的耦合，形成间接传导的电磁骚扰发射以反激式变换器为例，其的主电。图中，输整流后的电流为尖脉冲电流。初级电路在开关晶体管导通和截止瞬间，变换器中电压、电流变化率很高，这些波形中含有丰富的高频谐波。另外，在主开关管的开关过程和整流二极管的反向恢复过程中，电路中的寄生电感和电会发生高频振荡，以上这些都是电磁干扰的来

15、源2010-3-在开关电源中存在着在开关电源中存在着分布电容，由于开关电源的工作频率比较高，开关电源工作时的电流和电压的变化率也比较高，这样开关电源中的分布电容（高频下，开关电源分布电容的容抗比较小）就给电磁干扰的传递提供了通路在开关电源高频变压器的各个绕组之间（尤其是在初级次级之间）同样也存在着大量分布电容中，A、B、C、D四点与前图中标识的四点相对应。其2010-3-层对抑层对抑制共模骚扰的作用，做以下根据前图所示结构绕制变压器，并在交流整流滤波后增13mH差模滤波电感和6.8uF差模滤波电容，对开关电进行传导如下图所示。可见，传导EMI常严重，不能通过电磁干扰测试2010-3-进一步试验

16、，在交流进一步试验，在交流整流前增设35mH共模滤波电感，传导如下图所示，产品可以通过测试。比较试结果，可以得出结论：开关电源主要是由于在工作过中产生大量共模传导电磁骚扰才使得电源不能通过测试2010-3-去掉共模滤波电感，并在变压器中增的初级绕组抽头 与A去掉共模滤波电感，并在变压器中增的初级绕组抽头 与A点（电容Cin正极）相连蔽绕组，并见后图左。由于在共模传导EMI的模型中输入波电容Cin可以看成是短路的，所以绕组抽容Cin负极（E点）相连绕组相对传导EMI的抑效果应该是一样的。比较后图左与后图右，可以看接E点与接A点绕组抽大体上是相同的2010-3-图中可见，左图绕组抽头F接A点）和右

17、图图中可见，左图绕组抽头F接A点）和右图试结果几乎相当，从而证明了前面论断绕组对传导EMI的抑制效果接输2010-3-与在变压再增的次绕组与在变压再增的次绕组，并点相连，将G与C点相连2010-3-见图所示，情见图所示，情况得到了极大改善2010-3-如果将两绕组换为两铜箔，对共模传导电如果将两绕组换为两铜箔，对共模传导电。将有更好的抑制效果层，2010-3-案例4：有多个子电源的电源系统电磁兼案例4：有多个子电源的电源系统电磁兼容性考开关电源是一个很强的骚扰源，这是由于开关晶体路中以很高的频率进行开关操作，产生出很强的开关噪与此同时，开关电的控制电路，很容易受到自身然而对于一个设备或系有多个

18、子设备或子系统的共用一根输入母线，所以互相间的干扰就更加严重。对这类电源系统，除了单个电源要达到相应国家和国际标下面是有多个子电源的电源系统设计案例，简述设计中当注意的原则，和在调试中出，以及解决方案2010-3-电源系统的基：某车载电源系统的输入为蓄电源系统的基：某车载电源系统的输入为蓄电池，电压是915V；电源统的输出供辐射仪，器，检测设备，无线台和温控等6路负载使用。一共有24V，12V和5V等3种电压，系统要求这3种电压在电气上12V输出可以直接用蓄电池供电，因此，DC/DC变换系，并且具有独立保只有24V和输出。由于要有独立保护功能，并且整率要求也非常高，所以，采用两个独立的DC/D

19、C变换器的输出为30W，采用单端反激式变换器2010-3-线路布局上的构思线路布局上的构思因为局上需要变换器要放在同一块印刷电路板上，所以在加以考虑两个变换器要尽量拉开布局的距离，以便减少相互间主电路的输入/输出除了电解电容外，再各加一个频率特性比较好的电容（如CBB电容），并且该电容要尽量靠2010-3-3) 该电源系统控的电源也是由输入电压提供，没有另加辅助电源。3) 该电源系统控的电源也是由输入电压提供，没有另加辅助电源。因此在靠近每的地方都加了一高频去耦电容（独石电容）。此外，由于主电路输入电和的供电电压是同一个电压，为了防止发生相互间耦合，最好的供电电源的地方加一个LC滤波RC滤波电

20、路，隔断主电路和控制电路之间的传导干扰4) 为了减少各个控制间的相互干扰，控制地采用点接地。具体的做法是，控制地通过驱动地与功率地相连，最终使得控制地和开关晶体管的源极相连。但是，由于，所以对于控制地多多少还存在一定的干扰，一个更好的办法是采用变压器来驱动，以便让功率电路的地和控制电路的地能够彻底分开2010-3-调试中出及处理意见调试中出及处理意见路电源同时工作时却发生了相互干扰：占空比发生振荡变压器有。从现象看，这明显是由变换器一起工作时相互干的结果。经进一步实验证明，这是由之间共模干扰所引起的振荡。作为解决方案，采取) 在每个变换器的输出侧增加共模滤波器。这样不仅可以减小因为，输出电压经

21、过分压后要反馈到控制电路中，如果输出电压中含有共模干扰信号，那么控制电路也会由此引入共模干扰信号。所以，在变换器的输出侧加共模滤波器是非常有必要的，不仅减小对负载的共模干扰，还会减小对控制电路的共模干扰2010-3-2) 在反激变换器和正激变换器之间加一个共模滤波器。这样可以减2) 在反激变换器和正激变换器之间加一个共模滤波器。这样可以减变换器主电路之间的传导干扰。由于激变换器的差模电流较小，所以，将共模滤波器放在反变换器这一边。另外，为了防止电源之间的相互干扰，将共模滤波器设计成型，这样从两个变换器的主路这一侧看，都遇到一个相同的共模滤波器3) 将反激变换器中的高频变压器绕线方法改成原副感减

22、小，在开关晶体管上的电压尖峰明显降低。与此同时，还意外发现共模骚扰源的强度也随之降低。作为比较，不采用方案2，而单用本方案也解决了问题。这种方法从根本上改善了子电源的电磁兼容性能，并使绕组的趋肤效应和层间效应也都得到改善，降低了损耗但是的是，这种绕法是以牺牲原边和副边的绝缘度为代价的，在原边和副边的绝缘要求高的场合并不适用2010-3-减缓开关晶体管的导通和关断速度。这种方法也能使开关晶体管上的电压尖峰降低，从而降低开关电源的骚扰开关频率同步变换器的工作减缓开关晶体管的导通和关断速度。这种方法也能使开关晶体管上的电压尖峰降低，从而降低开关电源的骚扰开关频率同步变换器的工作频率都是100kHz，

23、但由于使用两个独立的RC振荡电路，在参数上有离散性，使两个频率有定偏差。这电源在工作时可能会产生一个拍并引起振荡。所以，尝试采用一个RC振荡电路，其中一个的由另一电源严格地同频，这对于减有一定好处电源之间的干扰2010-3-6) 在输出整流二极管6) 在输出整流二极管的电路中串联一个饱和电感，用以减小二极管的反向恢复电流，从而减小共模干扰源的强度。在二极管正常导通时，由于电流很大，饱和电感由于饱和而等效为一根导线。而在二极管关断过程中，正向电流减小到过零时，饱和电感很大的电感量阻挡了反向电流的增加，从而也减小了二极管上电压峰。从电磁兼容的角度讲，是减小了骚扰源的强度。这种方法抑制二极管的反向恢

24、复也会造成一定的损耗，但是，由于使用的电感是非线性的，所以，额外损耗相7) 对反激式变换器的开关晶体管加装电压尖峰吸收电路。尽管反激变压器绕组的绕线方法有了很大改进，漏感已经减小。但是，由于反激变换器的变压器不是一个单纯的变压器，而是变压器和贮能电感的集成，所以在变压器的铁芯上要加开气隙。加开气隙以后的变压器漏感仍还是比较大的，若不加吸收电路，在开关晶体管上电压尖峰仍会是比较高的， 这不仅增加了开关管的电压应力，而且也是一个很强的骚扰源2010-3-8) 采用软开关电路上述解决方8) 采用软开关电路上述解决方案中的，是在不改变现有电路拓扑的前提下降低电磁干扰所采用的方案。其中和是采用切断实际上

25、，在选择电路拓扑时就可以考虑有利于EMC的拓扑，这样就不容易产生上面。其中采用软开关就不对称半桥变换器、LLC谐振变换器），不仅可以减少关损耗，而且可以降低电压尖峰，从而减弱骚扰源的强度2010-3-启示由于所的电源系统中启示由于所的电源系统中的两个子开关电源在空间布局都比较靠近，而且，又共用一根输入母线，所以，子电源之间的电磁兼容问题非常突出。在选择开关电源电路时尽量选用软开关技术的电路。在设计印刷电路板时应该意这些子电源的位线的安排。当电路中出现电压峰时，可采用RCD或者RC等吸收电路。对于二极管的反恢复问题，可以采用串联饱和电感的方法来解决。在必要的时候还可以加合适的EMI滤波器来隔断干

26、扰的耦合途径2010-3-案例5：便携式智能温度仪的电设案例5：便携式智能温度仪的电设考虑到电源的供电负载是便携式智能温度计，负载相对小，因此设计中采用单端反激式的开关电源根据单端反激式开关电源的工作特点，认变压器圈的漏感是产生电磁感应噪声的主，特别是为了2010-3-对于变压器干扰抑制的最重就对于变压器干扰抑制的最重就是减小漏感，使压器原副边绕组的耦合系数要接近于1。亦即要使原副绕组所包含的磁通要相等，这样漏磁通就会减到最小根据这一原则，最好的绕法是原副边并绕，但实际应的是采用“三明治”绕法，即绕一层原边，再绕一层副边；以后再绕一层原边和一层副边，使层与层之间，原边和副边之间有很好的耦合。这

27、同样能减小漏感，减在绕制中，为了减小原副边之间的耦合电容，层与层之（在实际做法中，这两个措施是相互的，前者有于改进耦合，及减小漏感；后者则会使漏感增大。两取舍时需要折衷2010-3-此外，高频变压器EE或EI型此外，高频变压器EE或EI型磁芯之间能使两磁芯发生位移；绕组电流的相互间引力或斥力也能使圈产生偏移，导致周期性的形变。上会使高频环氧树脂将分离的磁芯粘接在一起，以减小音频噪声同时给线圈浸入清漆后烘干，也有助于减小音频噪声还有，在开关电源的布局上，要考虑到连接两个元件或设备之间的导线并不是一个电阻为零的理想导体，也不是一个有一定电阻值的纯电阻。实际上导线不但有电阻，而且还有杂散电感和电容，

28、这就引起了电抗性质的耦合。尤其在小体积、高频工作的小电源里，这种杂散参数更是不可忽视。为此在印刷板设计时，在条件允许的情况下要尽量布宽导线，以减小电阻；布线时，使导线接近地线，这样可减小导线的向外的辐射2010-3-另外，在开关电，公共阻抗问题主要体现在另外，在开关电，公共阻抗问题主要体现在印板的布局上，要将功率地与信号地分开，防止通过大流的功率地对控制回路造成干扰。每一部分电路都应该将它们的地连在一起后再接到大地上去。同时，将地线在布局上，小功率开关电源中，最容易受干扰的是控，在印刷板布置时应考虑放在离干扰源比远的位置上，也就是离高频变压器、开关管和副边二管比较远的位置上。同时的供电要加去耦

29、电容，去，以达到良好的去耦效果同时，由引出的开关管驱动电路的引线要尽量短以减小引线电感。在布置电路板时，原边电路和付边电路之间要有适当的间隔，可以防止原边电路和副边电路2010-3-处理意见处理意见优化变压器设计，减小漏感，以减小由变压器引起的优化电路结构设计，减小由于半导体器件开关过程引优化PCB板的设计，减少引线电感和公共地阻抗耦引起的干扰4) 保护好控制电路，防止控制电扰2010-3-案例6：开关电源散案例6：开关电源散热器形状与电源端子骚扰电压测某充电器在作电源端子电压测试时发现结足B级限值的要求，不2010-3-由于充电器的线路属于典型线路，从参数上找不出太多的不合理之处，但从充电器

30、的结构看，为了解决开关晶体管的散热问题，该充电器有意识地将散热器的尺寸做大了（散热器已经做由于充电器的线路属于典型线路，从参数上找不出太多的不合理之处，但从充电器的结构看，为了解决开关晶体管的散热问题，该充电器有意识地将散热器的尺寸做大了（散热器已经做了接地处理，用一点接初开关晶体管的发射极），使散热器边缘范围一直伸展到交流电源的输入子附近，将输入滤波器也包含在散热器伸展范围内，因此，结构上的这点不合理之处便进入考虑的范围下工作。对于作为电源开关的晶体管来说，开关波形上与下降时间做到100ns的情况并不，因此，开关波形的电压变化率实际上达到了300V/100ns或3kV/1s。当体管的管壳与散

31、热器之间的分布电容大约与50pF，所以波2010-3-上述分析表明，该充电器上述分析表明，该充电器的开关晶体管散热器确实存在很强的电磁骚扰发射源，尽管散热器事先已经接充电器的级地（开关晶体管的发射极），但由于散热器的形状较大，已延伸到了交流电源的处，并且与输入滤波器共模电感、共模与差模滤波电容均有较近的距离，因此耦合较大，使得这些滤波器件失去了原本应有的滤波作用（这一情况与将滤波器的输入与输出线路捆扎在一起，起不到应有的滤波作用是一个道理），所较差2010-3-通过以上分析，将通过以上分析，将散热器形状做了适当修改，以切断与入电路的容性耦合，新的充电器电源端子电下，符合标准对限值的要求如201

32、0-3-启示这一案例留的启示是，像充电器和开启示这一案例留的启示是，像充电器和开关电源的散问题，本身不可能会产生电磁骚扰的部位，但是由于设忽视了它的存在，以及它在电磁骚介作用，以致导致电源端子电所起的。这就要设计工程师在注意产品电性能的同时，要尽量注意线路局中的一些细节问题，产品设计阶段考越多，后通过各项试验的机率也越大2010-3-案例7：在电源线上使用铁氧磁辐射频率点案例7：在电源线上使用铁氧磁辐射频率点，一个是为40MHz，另某设备有两个个为900MHz。经检查，确定是电缆的共模辐射所致。电缆上套一个磁环（1/2匝），900MHz的干扰明显减小不再，但是40MHz频率仍。将电缆在磁环绕3

33、匝，40MHz干扰减小，不，但。2010-3-频的阻抗，所以40MHz处的共模辐射可以被抑制掉。但电缆在磁环匝数增加以后，使匝间以及线圈与铁氧体磁芯间的寄生电容会增加致高频的阻抗减小， 使得900MHz处的辐。缆线在它上面一穿而过，专门用来对付900MHz处的问题；另一只磁环，电缆线在它上面绕3匝，专门用来对付40MHz处问题。两只磁环串在相互靠近的位置上2010-3-案例8：由集线器电源引起案例8：由集线器电源引起的辐射发某通信设备采用机柜上架结构，在辐射发射试验时发现，在30100MHz范围内出现果超出限值要求续噪声，幅值较高（图中幅值较低的谱线是背景噪声）2010-3-凭经验频首先电源应

34、来自电源部分（ 因电源部分的变换频率较低， 电电源盒有防雷、滤波和监控功能后分别接到个子凭经验频首先电源应来自电源部分（ 因电源部分的变换频率较低， 电电源盒有防雷、滤波和监控功能后分别接到个子机架和集线器的电源子架子架每个子机模电感均设有为便于判断电源盒出口先增加一个滤波器， 然后再通电试验， 发现无改善现象， 故断定问题不在电源子架集线2010-3-继续判断问题来源，为此保留电源盒处于继续判断问题来源，为此保留电源盒处于工作状态，依切断对各路子机架的供电，发现切断一路子机架的供电同时切断三路子机架的供电，对低频段几乎有任何变化，所以断定问也不在子机架进一步试验时，切断集线器的供电电源（拔去

35、供电电源插头），发现低频段的辐射也立（谱线下降到与景噪声相近） 。此时再将所有子机架通电，发现测试结果依然良好。由此断定辐由集线器引起2010-3-关于集线器，要求工作电压为7.512V，由于电关于集线器，要求工作电压为7.512V，由于电源盒只有一档电源（48V），故集线器由专门的集线器电源电。该电源经长线引48V集线器电源电源由，DC/DC的输出提供集线器使用量为了定位最终的辐射源（是集线器电源，还是集线器电源到集线器的电源线，或者是集线器本身），可以用一组线性电源来代替逆变器电源（通常认为逆变电源的电再次试验时发是合格的（见后图）。可见题集中在集线器的电源上2010-3-2010-3-2

36、010-3-集线器电源如图，48V电源有一个100H的共电感、两个1500pF的共模电容及一个容。输集线器电源如图，48V电源有一个100H的共电感、两个1500pF的共模电容及一个容。输出级没有滤波的差模输滤电源模输集线器电2010-3-试验中还发试验中还发现集线器电源输出口有一根30cm长的普通电可见试验不合格的根源在集线器电源的DC/DC变换器另外，这30cm的电源线实际上是产生辐射的天线2010-3-处理意见：基于上述分析，可以有两个解决方案。在 30cm线上套铁氧体磁环。在集线器电源的DC/DC变换器处理意见：基于上述分析，可以有两个解决方案。在 30cm线上套铁氧体磁环。在集线器电

37、源的DC/DC变换器后面再加一级滤波器。实用中由于铁氧体磁环的安装固定比较麻烦，未予采用，实际采用的是方案2（一1.3mH的共模电感，一个100nF电容。Y电容的接地必须可靠）电容和两个2.2nF的输滤电源模输集线器电2010-3-下图是本案例中下图是本案例中的最。2010-3-三题（七例问2010-3-三题（七例问2010-3-案例9：设备结构引起的辐某室外案例9：设备结构引起的辐某室外工作的设备，采用模块与背板结构，模块与背板相应连接器连接。每个模块都进行了一设计，连板也进行在设计现350MHz频。2010-3-用近场探头探测，确认是一块模块与用近场探头探测，确认是一块模块与背板之间接插处

38、辐是模块印板上的50MHz晶振（350MHz泄漏所致晶振频率的7次谐波）板连接处要用防水橡胶垫圈将两者之间密封。由于防水圈是非导电性的，因此存在泄漏的可能较大。为此拆下试，发现模块与背板模块印板的正面已罩，因此晶振直接通过空间辐走线，有可能耦合了来自晶振或时钟的噪声，使之成为动的辐射天线2010-3-晶振下面的印板未做局部地平面的敷铜处理（敷铜的接地平面可为晶振及相关电路产生的共模RF电流提共通路，模块印板与连接器的布线中有不少是从50MHz晶穿过，很有可能将MHz晶振工作时产生的高频噪声耦合到它下方的信号线上，使这些信号线带上了共模噪声电压，进而通过这些信号线的延伸将共模噪声带出印板的屏蔽体

39、。晶振的位置离连接器的位置太近2010-3-处理意见将所有与辐射处理意见将所有与辐射相关部分进防水垫圈成导电密封圈，实现整。将模块与背板之间的完整性对模块印板重新布局，晶振要尽量内移，晶振下面不走信号线，应该改成敷铜接地的平面经以上两项处理后，用近场探头重新测试，发现频点的辐射减小在10dB以上2010-3-案例10：悬空金属引起的辐案例10：悬空金属引起的辐类产品有24个网口，进行辐射发射试验时发某（625MHz 687.5MHz 812.5MHz和875MHz）不满足B级限值要求Level dB 02010-3-设备的辐射问题一般与电源线、信号线和结构的泄有关，由于很高（600MHz以上设

40、备的辐射问题一般与电源线、信号线和结构的泄有关，由于很高（600MHz以上），根据验，一般不是电源线的辐射问题（通常电源线的辐射频小于200MHz），比较号线和结所致首先怀疑24根百兆网线带来的辐射，故先将所有网线拔后再测，发情况依旧，只是幅度稍减一点，说明线不是造成辐射的主要原因用近场探头对设备进行探测，发现侧板处辐射很大，频与频率相同，故怀疑侧板与机柜接触不好。拆开后现侧板与机柜接触良好（有专门来保证两者有很的接触），但见到侧板上有一条1.5cm的缝隙，故认为隙是造成辐射泄漏的主要原因，使用导电铜箔将缝隙封了，用近场探头测原缝隙，发现侧板两边的辐射泄漏消失，便认为问题已获解决。但作正规测试

41、时，发情况还在，连幅度下降也不多，说明造成辐射标还有其他原因2010-3-再次对设备进行检再次对设备进行检查，为了使定位更精确，换用直径更口的发射端也是金属的，距金属加强筋较近，因此怀疑频噪声经发射端耦合到加强筋，由于加强筋距方孔很近加强筋便成了一射的单极发射天线，通过方孔向外600MHz信号的波长为0.5m，或50cm，光纤出口为1cm方孔，方孔的最大寸为对角线，等于1.4cm，约等于/372010-3-处理意见处理意见取消金属加强筋将金属加强筋与面板的金属部分有良好的搭接由于取消加强筋会使光纤使用时接插强度不够，因此最终2010-3-启示设备的结构中要避免有悬空金启示设备的结构中要避免有悬

42、空金属存在，否则悬空金（特别是尺寸较大的悬空金发射的“二传手”。为此，设）有可能成为设备噪的散热片、金罩和金属支架，乃至印刷电路板中未被利用的金属面等，应该接地将这个概念进一步引伸出去，对于集成电上的未引脚，也有可能因为充当小天线，引起设备的动作不稳定因此，对这部分电路也应当作相应处理2010-3-附录：悬空金属螺柱引起的辐还有一则与上述案例类似的辐问题：附录：悬空金属螺柱引起的辐还有一则与上述案例类似的辐问题：外壳。通信产品在做辐射发射测试时，发现在891MHz上部的一小块区域发现在891MHz上的辐射较大。拆开机箱后观察发现这一区域有一根5cm的金属螺柱连机壳顶盖，而金属螺柱本身线路并没任

43、何电的连接。只是螺柱的布局比较靠近设的印板，在印刷板与螺柱相近的部位有一个33MHz的晶体振器。而891MHz的辐射正好是33MHz晶振的27次谐波，因此金属螺柱受晶振电路的感应，而且成为辐射源的偶极天线，对外形成了辐射处理意见：将金属螺柱改螺柱，但存在一个强问题；机壳的结构上作点变化，以便将金属螺缩短。以上两个处理意见都能满足辐射测试要求 ，但从结2010-3-案例11：设电源布线不当造案例11：设电源布线不当造成的辐在对某产品进行辐射发射测试时，发现在，最大处超过B级限值20dB频率范围内出现严2010-3-经检查，发现该设备采用直流供电（48V，0V），如所示，直流电源线自滤波器进入设后

44、，分为，经很长一段距离后再形成了一个大的环路连接器，因此在两根直流线I经检查，发现该设备采用直流供电（48V，0V），如所示，直流电源线自滤波器进入设后，分为，经很长一段距离后再形成了一个大的环路连接器，因此在两根直流线I散热散热散热散热散热散热2010-3-在电磁兼容性设计当在电磁兼容性设计当中，都把环路和环的通过电流看成是形成差模辐射的重要条件，本案例中的48V0V分开走线，形成了一个相当大的环路。差模辐射的强度与环的面积成正比（此外，差模辐射的强度还和环路中的通过电流的大小及电流的频率成正比）；辐射的最低频率也和环的面积有关，环的面积越大，辐射的最低频率也越低2010-3-在与差模辐射强

45、度有关系的三在与差模辐射强度有关系的三个参数（环路面积、电流小和电流频率）中，电源线的布局是最容易受设计控制的，只要将48V和0V靠扰，使两根线保持平行扭绞在一起，情况就会改观。下图是将两根电源线移到内部连接器中间位置（也是两排散热孔的中间位置）后的测试结果2010-3-应该说此案例中的电源线排布位置还有可应该说此案例中的电源线排布位置还有可以商榷的余地的48V或0V位置可能会更例如把它们布到最初前提下，宁可增加散热孔的个数，也要减小单个散热孔射骚扰中最高频率电磁波的/20（为相应电磁波的波长）再有，48V电源虽然是直流电源，但是直流电源线上流变，因此在直流电源线上有剧烈的di/dt变化，它将

46、加剧备的辐射效果。基于法，在电源线进入印刷电路的端应该有高效的去耦电路，每个集成块的电源对端子也需要增加去耦措施，尽量使48V电源线上的电流保持平滑，这对辐射骚扰的抑制也很有好处2010-3-案例12：错误接地线引起的案例12：错误接地线引起的辐对某产品进行辐射发射测试，发现在30300MHz频段内要超过B级限值现严重以上，在最大辐射点上的2010-3-检查发现设备的供电线路布线如图：直流电源线（0V和 检查发现设备的供电线路布线如图：直流电源线（0V和 壳外部进入机箱后被接到接线端子排，其中，接地线再A点拉一根线到壳体的G点；电源线则从端子排再引入备电路接地AG端子金属机2010-3-电在本

47、案例中，由于在本案例中，由于AG之间的连线在设备，设的电路在工作时要产生电磁噪声，它与线缆AG之间存在辐射，以及容性和感性的耦合，因此AG这根线已经不是受污染的线，在AG两端存在共模压降UAG，而设备的地线和整个设备的外壳变成了一根共模辐射发射的天线2010-3-从上面的分析可知，要抑制掉共模的辐射，最重要的是要保证系统接地点和从上面的分析可知，要抑制掉共模的辐射，最重要的是要保证系统接地点和整个机壳保持等电位。解决方案之一，将机壳与接地线的连接点改到G点。由于G点和系统接地点同为0电位，所以接地线不再变成辐射天线。接地AG端子金属机2010-3-电另一个办法是G点移到A点附近，让AG变为一根

48、很短的线，从而使AG上感应到的另一个办法是G点移到A点附近，让AG变为一根很短的线，从而使AG上感应到的电压接近为0V，这样辐射发也能因此而降低接地GA端子金属机2010-3-电图示为第1方案的图示为第1方案的测量结果。从图中可以看出辐射大幅度降低，整机辐射在B级限值线下，有6dB以上的余量2010-3-案例电层接地小辫引起的案例电层接地小辫引起的设备辐射问某工控设备其输出端口使电缆，在对该产品进行射发射测试时发现，辐射值虽在B级限值下面，但余量不足6dB2010-3-检查中，首先去掉信号检查中，首先去掉信号输出电缆，发现这时的设备辐射低，满足B级要求，还有6dB的余量另外，从前一的看，余量不

49、够的频点主要集中在150230MHz之间，考虑到被试设备本身的尺寸较小，能够与这样的波长（2m1.3m）可以比拟只有电线的长度，因此初步断定辐射问题与电缆线有关2010-3-进一步观察发电缆层接地方式不妥，由图进一步观察发电缆层接地方式不妥，由图见，电层在接近信号端口的地方拧成一小辫接地小辫约长10cm电缆在这里穿电缆层 接近信号端口的地拧成10cm长，接到号端口的0V设备的一部2010-3-信号必须，电缆的这种接地方式常常会带来新的电一般都介绍每10mm导线拥必须，电缆的这种接地方式常常会带来新的电一般都介绍每10mm导线拥兼容问题：有15nH的电感量，因此10 cm的接地线拥有150nH的

50、电6dB的频量，对于前一上所看到的辐射余量（150230MHz），这根接地线的阻抗要分别达XL1=2 由此可见，对10cm长的接地线在高频下绝对不能看成是根普通的接地线，而是有可观阻抗的传输线当电缆的层有电流流过时，就会在接地线上形压降（共模电压），这时这根接地线便会变成一根单极天线，形成辐射2010-3-层引出线缩短为10mm后层引出线缩短为10mm后下图是将电。2010-3-总之，为获最大限度效果，并确保传输信号不产生磁辐射和总之，为获最大限度效果，并确保传输信号不产生磁辐射和由波形反射引起的畸变，电缆线层应保持匀端接，一个比较好的方案是采用同轴连接器（或型连接器）。连接器可以层提供360

51、的电接触。同端接还提供完整的内导体覆盖层，以保证电的完整性理想层端接要求做到接地阻抗要低缆线与连接器的特性阻抗要匹配层要有360的端接（360的端接本身也体现了配合的阻抗连续）2010-3-案例14：印刷电路板的不案例14：印刷电路板的不良布线引起设备辐在对某医疗设备进行辐射骚扰测试，发现超出标准规定频点的间隔为22.1184MHz，与设备控制板中的值晶振频率一样。测试还发现辐射并不是直接来自于晶体壳的辐射，而是来自于连接在控制板上的串口信号线2010-3-设备控制部分的印刷电路板（局部）设备控制部分的印刷电路板（局部）见下图所示。图分别标出U、串口信号驱、晶振、串口连器及串口信号的走线。可以

52、看出问题出在串口信号走穿过了晶振下方，使晶振工作时所产生的谐波信号耦到了串口信号线上，亦即串口信号线成为晶振谐波信号的载体，由于串口线很长，包括串口电缆在内成了很的辐射天线，将晶振的谐波信号带出了印刷电路板2010-3-晶下表将“发射”天线的长度与搭载频率之间的关系用导线长度给表示出来， 分别是可以忽略天线效率的导线度，可以造成下表将“发射”天线的长度与搭载频率之间的关系用导线长度给表示出来， 分别是可以忽略天线效率的导线度，可以造成干扰问题的导线长度和可以成为理想天的导线长度。读者只要查阅表格便能知道线长程度2010-3-表中可见表中可见，对100MHz，1m左右的线可以成为一根有天线；但是

53、对于1GHz的信号，0.1m左右的线已经能成为一根很好的天线。对于/40的情况，在相应频率下的导线长度虽然没有成为很好的发射天线，但仍可以成为可能引起问题的导线长度。对于/100的情况，表示导线长度已经足够短了，其天线效应一般可以忽略不计（要求极严的产品可能例外）2010-3-处理意见与启示晶振属于强处理意见与启示晶振属于强辐射器件，其下方及其周围走线，以发生串扰。在本案例中，只要将串口信号的走线远离晶（实践表明离开300mil以上的距离可基本满足要求），到满意效果注：1mil是千分之一英寸，公制的毫米，为亦即大约1/40mm 。故300mil约等于7.5mm2010-3-案例15：局部地平面

54、与设备某塑案例15：局部地平面与设备某塑壳家电产品，辐波。为确定问题的定位，将天线，将此环靠近有疑问的部位，以寻找最大辐射点测试中发现，当环路靠近印刷电路板的晶振和时钟输出线时， 辐射为最大， 示波器显示噪声的峰 峰值超过 接收环状2010-3-探步观察发现，时钟线较长，被布在印刷电路板的顶层和底合理的做法是晶体振荡器和时钟线应该放在一个局部地平面上，这是降低晶体振荡器和时钟线共模辐射的简单而有效的办法。所谓局部地平面是印刷电路板表层上的一片局部敷铜区域，通过晶体振荡器的接地引脚以及多个过孔（至少两个连接到印刷电路板的主地平面上。此外，与晶体振荡器相关的时钟驱动器、缓冲器等必须邻近晶体振荡器来

55、放置。2010-3-在时钟产生区域下在时钟产生区域下面放置局部地平面的主要原因是，可以为晶体及相关电路产生的射频电流提供通路，同时也为晶体振荡器的组成元件提供最大的分布电容，最大程度上阻有时为了提高抑制射频发射的效果，还可以将局部地通过在本案例中，除了在晶体振荡器下面的印刷电路板表层设置局地平面外，并用多个过孔与接地层相连，还将原先布在表层的时钟线改布在第三层（一共是6层板）。修改后的印刷电路板用简易探头测得的测得的结果如下峰40mV左右2010-3-启示 启示 在多层板中，建议在晶体振荡器下方设置局部地平面。 6层以上的多层板，表层和底层不允许长距离布设时钟晶体振荡器和驱动电路下方及离开这些

56、电路7.5mm离之内不能布置信号线2010-3-干扰问题（四例2010-3-干扰问题（四例2010-3-案例16：由于结构不案例16：由于结构不完善引起静电放电的整机复位问在对某设备进行静电放电试验时发现，当对接连接器的金属外壳放电时（kV接触放电），出现主一起后再进行同一试验，发现试验电压抬高到6kV，验能一举通过，设备的工作正常2010-3-根据事后分析认为，静电放电尽管能量根据事后分析认为，静电放电尽管能量不大（标准上称静电放电的能量为“皮焦耳”级），但放电电流的前沿极（0.71ns），所以静电放电有极宽的噪音频谱（达几百MHz），尽管连接器的金属外壳与其的信号插针间没有直接电的联系，但

57、它们间的分布电容也足以让静电放电的高频电流经过分布电容的容抗，继而通过信号线，信在印刷电路板上的走线，线路板和设备的接地系统，最进入大地。高频电流在上述发生误动作产生的压降足以使设作为一个临时措施，采用导电箔将连接器的外壳和设备的外壳粘连在一起，就为静电放电电流的提供了一条接的通路，这样放电电流就可以连接器的金属外壳、导电箔、设备的金属外壳以及设备的接地系统直接进入大地，2010-3-启示对于金属外启示对于金属外壳的设备，设备表面的导电连续性非常重要案例中的设备应该将连接器的外壳通或螺钉保持设备金属外壳以导电性的连接，这样不仅能提高整机的蔽性能，还能使静电放电电流入地保持畅通2010-3-案列

58、17：设在对某一款机壳上的螺钉与静电案列17：设在对某一款机壳上的螺钉与静电放外壳的设备进行静电放电时，发现表面位置上的一颗螺钉（用来解决上下机壳的连接）对放电特别敏感，当放电电压加到3kV时该设备就会发生复位经检查在发生复位的那颗螺钉附近有一块，固定在一个2cm高的散热器上，该散热器没有任何防静电的施（例如将散热器接地）。基于这一发现，初步断定是热器和离开螺钉太近的缘故，故测试中临时将散热器拆掉，结果该螺钉位置的抗静电干扰能力一下子提高到6kV2010-3-此案例中，静电放电的高频特性使得因结构形成的分布电容不能忽略不计，图中C1是螺钉与散热器之间的分布容，此案例中，静电放电的高频特性使得因

59、结构形成的分布电容不能忽略不计，图中C1是螺钉与散热器之间的分布容，C2是散热器与之间的分布电容，C3是与印刷电路板信号线之间的分布电容，C4是印刷电路板与地平面之间的分布电容。其中，特别是由于金属螺钉与热器的距离较近，它的存在大大“拉近”与金属螺之间的距离。静电放电电流借助一连串由分布电容形成通路影响了设备的工作静电金属螺机壳上下I散热印刷电路地平2010-3-基于上述分析，拆基于上述分析，拆掉散热器后使增大了，静电放电电流无法作用和螺钉之间的距及印刷电路板，此设备的抗静力能力得到提高。但这一做法只是证实了事故原因的猜测。实用中并不能解决全部问题，因为IC片的散热问题将变得严重2010-3-

60、处理意见如果结，可以把整个线处理意见如果结，可以把整个线路板（连同器）向下沉一点，拉大散热器与金属螺钉之间的距离将散热器接至地平面，可以改变静电放电电流的传输径，受到保护（在实际设备中采用这个方案）启示对印刷电路板上的金属体一定要直接或间接接到地平面上，不要悬空。另外，对于较敏感的电路板布局时要尽量远离静电放电可能发生的位置，在印2010-3-案例18：对于设备有数字和模拟混合器件线路的数字地和某数字案例18：对于设备有数字和模拟混合器件线路的数字地和某数字和模拟信号的混合设备，其中数字和模拟信号的互转换是通过数/模C）和模/数（ADC）电路来实现的。其中ADC存在两种电源供电的引脚，即数字和