11适合电子产品抑制辐射骚扰的试验例共27页.docx

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11适合电子产品抑制辐射骚扰的试验例共27页

11适合电子产品抑制辐射骚扰的试验例

2007-11-10QIANZHENYU1

适合电子产品抑制辐射骚扰的试验例为了给大家以直观的感觉，特地借用日本村田制作所部分资料。

利用一个简单的电路（几片IC电路）和布局，进行辐射

骚扰测试。

相信其结论也能用在开关电源的线路设计上。

图1中IC1（74HCU04）和石英

晶体构成一个时钟发生器，产生16MHz信号输入IC2（74HC04），IC2的输出端开

路，由于线路板的电源线已采取噪声抑制措施，故在试验中产生的辐射骚扰认为只来自数字集成电路及其布线。

试验在电波暗室用“3米法”进行（下

同）。

就目前这个线路说，辐射噪声电平低于规定限值。

2007-11-10QIANZHENYU图1电子线路的辐射骚扰发射试验2

下面三张图（图2～4）分别给出保持信号线长度不变情况下，信号线与地线的距离对辐射噪声的影响；以及保持信号线与地线距离不变情况下，信号线长度对辐射噪声的影响。

①在信号线长度不变的前提下，信号线距离地线越远，线路所产生的辐射噪声越大。

②在信号线距离地线的尺寸保持不变的前提下，信号线越长，线路所产生的辐射噪声越大。

③在保持信号线长度与相对地线距离不变的前提下，线路的工作频率越高，辐射噪声就越大

2007-11-10QIANZHENYU3

图2信号线长度不变，信号线与地线距离不同对辐射骚扰测量的影响

2007-11-10QIANZHENYU

2007-11-10QIANZHENYU

图3信号线与距离不变前提下，信号线长度变化对辐射骚扰测量的影响5

线路图：

8MHz

16MHz

25MHz

图4信号线长度以及信号线与地线距离不变前提下，不同工作频率对辐射骚扰测量的影响

2007-11-10QIANZHENYU6

图5进一步说明高频、高速线路的排布要紧凑，要远离外接电缆，防止不必要的噪声辐射。

缩短高速信号线，以减小由此所产生的辐射噪声：

将噪声电平较高的电路与电缆隔离以减少噪声的耦合：

图5印刷线路板

布局和布线不同对

辐射骚扰测量的

影响

2007-11-10QIANZHENYU

图6则说明在线路板下方复一块接地板可以抑制噪声的辐射。

尽管这不是采用多层板来进行线路的试验，但同样可以说明多层板中地线层的作用。

图6在印刷线路板下复一块接地板对线路辐射骚扰测量的影响

2007-11-10QIANZHENYU

如前所述，线路板上的数字集成电路及其布线是产生电磁骚扰的主要因素，但是通过对集成电路的合理布局和走线，以及安装参考接地板、降低线路的工作频率等措施，都有可能抑制线路工作中所产生的噪声。

除此之外，我们在线路板的适当EMI部位插入一些

RC滤波电路等等），同样有滤波器（包括表EMI面贴磁芯、装的可能把电磁骚扰抑制到可以忍受的程度内，下面这些图片将用来说明这个问题。

试验仍以图1线路为基础进行（两个IC电路，工作频率16MHz）。

图1（见p.2）

2007-11-10QIANZHENYU9

再次做试验（图7）。

在IC2原先开路的输出端上用10cm的信号线连至IC3（74HC00）。

结果发现该线路板产生的辐射噪声超过了CISPR标准B级所规定的限值。

十分显然这是由IC2输出至IC3的信号线，以及经地线返回IC2的电流所产生的。

当然，就这个电流本身而言是差模电流，但是“3米法”测试中天线测到的则是共模发射。

2007-11-10图7线路板信号线“过长”所引起的辐射骚扰超标

（1）QIANZHENYU10

进一步做试验。

在10cm信号线的始端加一个NFM51R系列的EMI滤波器来抑制充当噪声天线的信号线所辐射的噪声（图8），从测得的数据看，EMI滤波器确实能消除大部

分的辐射噪声。

2007-11-10图8采用EMI滤波器来抑制信号线的辐射骚扰

（1）QIANZHENYU11

继续做上面试验。

将10cm信号线在始端处断开，另外再接一根10cm的导线（如图9），发现同样是10cm的线，新的连接方法比老的连接所产生的噪声要大得多，出现这一现像的原因是新的接线比老的可以更有效地辐射噪声（高速电路尤

甚）。

2007-11-10图9线路板信号线“过长”所引起的辐射骚扰超标

（2）QIANZHENYU12

再次将EMI滤波器接在10cm导线的前面（亦即，放在IC2的输出脚与10cm导线之间，见图

10），发现EMI滤波器阻断了噪声进入那条导线的通路，从而几乎彻底消除了辐

射噪声。

2007-11-10图10采用EMI滤波器来抑制信号线的辐射骚扰

（2）QIANZHENYU13

在前述线路中，回复到第2次做试验的线路，再将一片IC4（74HC04）置入图11所示位置，该电路输入接地电位，故输出为高电位，然后在IC4的输出与接地处各引出1根1m长的导线，结果发现测得的噪声大出10多dB，而且是16MHz（时钟频

率）的谐波。

2007-11-101m导线图11线路板引线“过长”所引起的辐射骚扰超标（3）QIANZHENYU14

进一步判断上述噪声来自哪一根线，为此拆去IC4的输出线，保留接地导线，发现所测结果几乎没有变化。

这表明噪声是由接地点发出的，而接地线里的地线电流频率就是时钟电路的工作频率及其谐波频率，通过接地长线构成的发射天线向外辐射（图12

）。

2007-11-10图12对由引出线引起的辐射骚扰的判断（3）QIANZHENYU15

作为处理的措施，方法之一是线路板下面接一块大的接地平面，可以比较有效地降低辐射噪声，但在个别频点上还不够。

进一步在引出导线的前面再接入一个EMI的滤波器，发现几乎完全消除了先前所存在的辐射噪声（详见图13

）。

2007-11-10图13采用接地板和EMI滤波器来抑制引出线的辐射骚扰（3）QIANZHENYU16

普通线路板：

运用EMI滤波器图14线路板辐射噪声抑制方法小结

2007-11-10QIANZHENYU

图15线路板辐射骚扰抑制方法的又一例证

（1）

2007-11-10QIANZHENYU

图16线路板辐射骚扰抑制方法的又一例证

（2）

2007-11-10QIANZHENYU19

EMI滤波器图的正确接线

（图中说明电容型滤波器的接线）

图17贴片式EMI滤波器的使用方法

（1）

2007-11-10QIANZHENYU20

图18贴片式EMI滤波器的使用方法

（2）

2007-11-10QIANZHENYU

采来用噪声抑屏制蔽辐罩射为起说村见明，问仍题提田电供制的作用

试所金路，用验蔽属罩一屏米法，”并来测试且“1辐从射图噪19声可。

以明开显看噪口关声尺出，

泄寸与率（试漏验有频25MHz

）。

2007-11-10图19用屏蔽罩来抑制辐射骚扰的发射

（1）QIANZHENYU22

屏蔽效应的原理是用屏蔽罩反射或吸收不需要的噪声。

对高频段，主要是反射，常用铝、铜或其他低阻抗的材料。

要求开孔尺寸和紧固件的间隔尽量小，还要避免由于覆盖涂层造成某些区域的绝缘（图

2007-11-1020

）。

图20用屏蔽罩来抑制辐射骚扰的发射

（2）QIANZHENYU23

线路板上的局部屏蔽

有时要考虑在线路板上对关键器件或电路进行局部屏蔽，这里选择屏蔽的区域很重要，其原则是：

①过屏蔽区域界面的导线要尽量少。

穿②对这些导线要进行滤波。

屏蔽盒要完整的六面体，底面是线路板上的一块完整铜箔，其余五个面扣在线路板上，五面体与地的接触点要越多越好，每一点的间隔要小于被屏蔽电磁波波长的1/20。

滤波的方法是对穿过屏蔽区域的线采用贯通滤波器（不适合线路板上的走线）或贴片式三端电容及贴片式滤波器。

要使效果显著，贴片要尽同量靠近屏蔽盒。

按使用目

的，贴片安装在盒内。

若用于抗干，对用于抑制辐射骚扰为的目不的扰

2007-11-1021

）。

的，贴片装在屏蔽盒外（图QIANZHENYU图21线路板上的局部屏蔽24

设备（包括线路板）经由电源线的骚扰逸出抑制（图22

）

图22设备（包括线路板在内）经由电源线的电磁骚扰抑制方法

（1）

2007-11-10QIANZHENYU25

2007-11-1023设备（包括线路板在内）经由电源线的电磁骚扰抑制方法2）QIANZHENYU

26图（

电磁骚扰抑制总结（图24）：

图24开关电源电磁骚扰的抑制方法总结

2007-11-10QIANZHENYU