透彻分析电磁干扰诊断与电磁兼容

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1、第8章电磁干扰诊断及电磁兼容EMC设计贯穿于产品的整个设计过程中，需要不断地进行电磁兼容性诊断测试，及早发现问题8.1电磁干扰诊断思路电磁干扰诊断是当发现产品出现电磁不兼容现象后，根据其症状及产品的基本技术数据判断产生不兼容的原因，找出引起问题的环节，进而采取相应的补救措施。1．了解电磁不兼容的症状了解传导发射还是辐射发射超标，超出多少及超标的频率；哪一种抗扰性差、程度怎样；由于自身内部的干扰还是工作现场环境中的干扰而出现性能下降，相关联的现象是什么等。2．收集产品的基本信息了解产品的基本信息，如其功能、工作原理、设计特点、系统/电路结构、

2、PCB设计、已采取的电磁兼容措施等，然后才能结合其出现的电磁不兼容症状做出合理的分析和判断，确定引起不兼容的电路部位。3．排查出现问题的原因及采取补救措施从电磁干扰三要素入手，查找其薄弱环节，然后有针对性地采取EMC措施。对电磁发射超标、抗扰度试验不过关，因已知产生的电磁骚扰或外施的电磁骚扰的信息，只需要有针对性地对其他两个要素进行分析，处理起来相对容易一些。8.2电磁干扰诊断测量定性的电磁干扰诊断，找出骚扰源，及早发现问题并解决。定性的电磁干扰诊断测量：用电场探头、磁场探头、电流探头、前置放大器以及频谱仪或电磁干扰接收机等，检测印刷电路板

3、、单元、系统、机箱、电缆等的电磁骚扰及泄漏。对于产品工作时出现的故障，如果是自身的骚扰影响其正常工作，其骚扰源可跟据产品的基本信息进行分析，这类故障一般可在实验室中重复，比较容易处理；如果是由于现场工作环境中出现的骚扰引起电磁不兼容问题，因现场情况往往非常复杂，且有些故障可能很难重复（如偶然事件），处理起来则比较难。1．用电流探头检测线缆中的骚扰电流传导骚扰通过线缆传输，线缆的辐射源于其中的电流，采用卡钳式的电流探头可检测出缆线中流通的骚扰电流，也进一步区分出差模骚扰电流和共模骚扰电流。常用的测量方法有下面几种：2．用电场探头、磁场探头查找

4、印制电路板上的电磁骚扰源3．用电磁探头查找机箱或屏蔽体的电磁泄漏印制电路板上印制线可能作为发射天线产生辐射电磁场，电路中的磁性元件会产生较强的磁场。用电场探头、磁场探头可检测产生较强电场、磁场的部位。由于屏蔽体的不完整性，设备内部的骚扰源仍会对外产生电磁辐射。可用电磁探头沿着机箱、屏蔽体的缝隙及开孔部位，查找其最大的电磁泄漏。4．用光纤探头检查机壳对外部辐射的屏蔽作用为测量机壳对外部辐射的屏蔽作用或设备内的电磁辐射，将电磁探头置于机壳内，采用光纤传输信号，可避免金属引线对测试结果的影响。8.3电磁发射诊断如果电磁发射超标，首先要区分是传导发

5、射还是辐射发射，然后分别处理。1．传导发射传导发射比较简单，频率在30MHz以下，主要排查电源及后续电路，一般是检查滤波情况，如电源出口处是否使用了滤波器、滤波器的安装及接地情况、滤波器参数选择是否合理、经过滤波的导线是否还与其他内部电路存在耦合等。在排查时，差模通路和共模通路都要考虑。因骚扰信号频率较低，在产品内部的传播主要是通过电场耦合或磁场耦合方式。要判断耦合类型是电场耦合还是磁场耦合为主，可将电缆负载断开，如果干扰电压消失，则是磁场耦合；如果干扰电压继续存在，则是电场耦合。如果无法断开负载，也可以分别测量电路中源端的干扰电压和负载端

6、的干扰电压，若两者的比值接近于1，为电场耦合；若两者的比值和源阻抗与负载阻抗的比值接近，则为磁场耦合。常见的无意天线结构：两根电缆连在一块印制电路板上印制电路板上的连接电缆应当置于板的同一侧。电缆从设备的机箱中引出在机箱的电缆出口处将电缆、机箱短接起来或用一个高频滤波电容连接。印制电路板上的散热器将散热器接地。对于回路天线，减小回路面积，或使部分回路的作用相互抵消，可减少辐射，也可加强机箱屏蔽；对于缝隙天线，减小缝隙的最大尺寸，以及采用波导结构，可减少低于其截止频率的辐射。8.4电磁抗扰度诊断首先，判断电磁骚扰是否是从电源线引入的。在设备的

7、电源入口处设置隔离变压器、滤波器进行隔离，如干扰消除，则说明干扰是由电源线引起的。可检查电源内部结构、变压器、滤波器和元器件安装位置及布线是否合理，检查屏蔽、滤波、接地、扼流圈和去耦等电磁干扰抑制措施是否有效。如果电磁骚扰不是由电源线引入的，则检查是否由于外部电磁辐射产生，检查设备外壳的屏蔽、接地措施是否合理，信号线的屏蔽、滤波措施是否有效等。如果电磁骚扰是内部电路产生的，则检查内部可能的骚扰源及耦合途径。检查元器件选择及布局、导线敷设是否合理，检查内部电路、元器件、信号线有无屏蔽及屏蔽是否起作用等，把注意力集中在可能产生电磁骚扰的元器件或

8、电路上。要着重检查设备情况和现场情况。检查故障设备的防护情况，是否有电源线滤波器、差模还是共模滤波、安装是否正确，接地系统是否存在地回路，信号线是否采取了屏蔽措施、屏蔽接地是否适