11适合电子产品抑制辐射骚扰的试验例共27页.docx

1、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

2、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24）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。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。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。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2007-11-10QIANZ

3、HENYU2007-11-10QIANZHENYU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：8MHz16MHz25MHz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

4、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

5、-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

6、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

7、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

8、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

9、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）2007-11-10QIANZHENYU19EMI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

10、（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：过屏蔽区域界面的导线要尽量少。穿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

11、/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）2007-11-10QIANZHENYU252007-11-1023设备（包括线路板在内）经由电源线的电磁骚扰抑制方法2）QIANZHENYU26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