EMC问题汇总及解析.doc

问题及解析汇总1UART总线1CAN总线2LIN总线2I2C总线2电源滤波器的作用3电缆谐振及振铃是因为什么产生的，如何预防其产生？3电源滤波器的原理及作用是什么？3我对差模干扰和共模干扰概念的理解不是很透彻，如何去处理差模干扰的问题？3铁氧体珠的作用是什么？4电压驻波比4dB的定义及计算4带宽（通频带BW）5为什么要用电流注入法？6接收机+跟踪信号发生器的作用？6射频前置放大器作用7近场探头7问题及解析汇总UART总线UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART用来与PC进行通信，包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。 CAN总线CAN总线是一种通信协议，是一种串行通信协议。什么是通信协议？就是设备之间交流要遵循的规范，大家都按这一规范进行交流，才不至于乱糟糟的，才有序，交流才能成功。 CAN总线是一种缩写，全称应是“控制器局域网络总线”，是英文Controller Area Network的首字母组合而成的。它是总线的一种，与我们常见的USB总线属于一类概念，只不过CAN总线采用差分信号传输，有很强的错误检测能力，通信距离远，因此被用到一些特殊的场合，比如汽车，厂矿等干扰较强的地方。 LIN总线LIN(Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络用于实现汽车中的分。布式电子系统控制LIN 的目标是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线。网络在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合（比如智能传感器和制动装置之间的）使用LIN 总线可大大节省成本。LIN 技术规范中除定义了基本协议和物理层外，还定义了开发工具和应用软件接口。LIN 通讯是基于SCI(UART)数据格式，采用单主控制器/多从设备的模式仅使用一根12V 信号总线和一个无固定时间基准的节点同步时钟线。这种低成本的串行通讯模式和相应的开发环境，已经由LIN 协会制定成标准LIN 的标准化，将为汽车制造商以及供应商在研发应用操作系统降低成本。 I2C总线I2C-(InterIntegrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。 电源滤波器的作用电源滤波器，又名“电源EMI滤波器”，或是“EMI电源滤波器”，是一种无源双向网络，是一种对电源中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电气设备，它的一端是连接电源，另一端是连接负载。 电源滤波器就是对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电器设备。电源滤波的功能就是通过在电源线中接入电源滤波器，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。利用电源滤波器的这个特性，可以将通过电源滤波器后的一个方波群或复合噪波，变成一个特定频率的正弦波。电缆谐振及振铃是因为什么产生的，如何预防其产生？电源滤波器的原理及作用是什么？为了保证通向转台、天线升降塔、电波暗室内的被测物、测试设备及附件、电波暗室内部的照明系统等各个电源都是“干净的”，进入电波暗室、屏蔽控制室、屏蔽放大室内的所有电源均经过电源滤波器滤除骚扰。我对差模干扰和共模干扰概念的理解不是很透彻，如何去处理差模干扰的问题？串摸干扰，还有另外一个名字，叫差模干扰，就是存在于相线/中线之间的电磁谐波所产生的干扰。 共模干扰，就是相线/中线与地线之间的电磁谐波所产生的干扰。 抑制干扰，有接地、屏蔽和滤波三种途径。 可供选择的滤波器件：滤波器、电抗器、共模扼流圈、零相电抗器、磁环、隔离变压器等等。 铁氧体珠的作用是什么？吸收磁环，又称铁氧体磁环，常用于可拆卸的分离时磁环，它是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用，一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性，一般在低频时阻抗很小，当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。使正常有用的信号很好的通过，又能很好的抑制高频干扰信号的通过，而且成本低廉。电压驻波比驻波比(SWR)又称电压驻波比(VSWR) Voltage Standing Wave Ratio 波传递从甲介质传导到乙介质，会由于介质不同，波的能量会有一部分被反射，这种被反射的波称为驻波，这是基本的物理原理. 在电磁波有同样的特性，电波在甲组件传导到乙组件，由于阻抗特性的不同，一部分电磁波的能量被反射回来，我们常称此现象为阻抗不匹配。驻波比，一般指的就是电压驻波比，是指驻波的电压峰值与电压谷值之比。 理想的比例为 1:1 ，即输入阻抗相等于传输线的特性阻抗，但几乎不可能达到 VSWR 1.25:1 反射功率1.14 % ；VSWR 1.5:1 反射功率4.06 %；VSWR 1.75:1 反射功率7.53 % 。由上可知,驻波比越大,反射功率越高 dB的定义及计算首先， DB 是一个纯计数单位：dB = 10logX。dB的意义其实再简单不过了，就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。如： X = 1000000000000000（多少个了？15）= 10logX = 150 dB X = 0.000000000000001 = 10logX = -150 dB dBm 定义的是 miliwatt-毫瓦特。 0 dBm = 10log1 mw； dBw 定义 watt-瓦特。 0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。 DB在缺省情况下总是定义功率单位，以 10log 为计。当然某些情况下可以用信号强度（Amplitude）来描述功和功率，这时候就用 20log 为计。不管是控制领域还是信号处理领域都是这样。比如有时候大家可以看到 dBmV 的表达。 在dB，dBm计算中，要注意基本概念。比如前面说的 0dBw = 10log1W = 10log1000mw = 30dBm；又比如，用一个dBm 减另外一个dBm时，得到的结果是dB。如：30dBm - 0dBm = 30dB。 一般来讲，在工程中，dB和dB之间只有加减，没有乘除。而用得最多的是减法：dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘，这个已经不多见（我只知道在功率谱卷积计算中有这样的应用）。dBm 乘 dBm 是什么，1mW 的 1mW 次方？除了同学们老给我写这样几乎可以和歌德巴赫猜想并驾齐驱的表达式外，我活了这么多年也没见过哪个工程领域玩这个。 dB是功率增益的单位，表示一个相对值。当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时，可按公式10 lg A/B计算。例如：A功率比B功率大一倍，那么10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也就是说，A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率为46dBm，B的功率为40dBm，则可以说，A比B大6dB；如果A天线为12dBd，B天线为14dBd，可以说A比B小2dB。 dBm是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为：10lg功率值/1mW。例如：如果发射功率为1mW，按dBm单位进行折算后的值应为：10 lg 1mW/1mW = 0dBm；对于40W的功率,则10 lg(40W/1mW)=46dBm。带宽（通频带BW）通频带BW的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f0及电压放大倍数AV0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压VS不变），并测出对应的电压放大倍数AV0。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-3所示。可得： 图1-3 谐振曲线 0.7 BW 0.1 2f0.1通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量C。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。为什么要用电流注入法？电流注入法是模拟汽车电子产品中大电流引起的磁场干扰。因为汽车是低电压（12V/24V）高电流（可以达到10A）。由于在汽车设备运行当中，产生很高的电流，这样就会产生比较大的磁场，对其他的设备造成干扰。接收机+跟踪信号发生器的作用？其实频谱分析仪加一个跟踪信号源主要是目的是使频谱分仪可以变成一台网络分析仪，可以一机二用，利用资源，节省成本。接收机跟踪信号发生器，一种与频谱分析仪的接收频率同步的信号发生器。使用跟踪发生器可以测量被测设备的反射和发射特性，确定被测的无源（例如带通滤波器）或者有源设备（例如放大器）的频率特性。射频前置放大器作用当测量得到的骚扰信号过低，低于机身（接收机）的体噪从而不能显示完全的骚扰信号网络特性曲线，用射频前置放大器可以降低20dB的体噪，从而显示出完整的骚扰波形。近场探头近场探头用于配合频谱分析仪查找干扰源。近场探头的种类及主要特点电磁场是由电场和磁场构成。在近场，电场和磁场共同存在，其强度不构成固定关系。以电场为主还是磁场为主，主要是由发射源的类型决定的。简而言之，在高电压，低电流的区域，电场大于磁场。高电流，低电压的区域，磁场大于电场。同时在主要的EMI 测试频段，磁场随着距离的变化要快于电场。因为磁场是由电流产生的，所以最常见的发射源包括芯片，器件的管脚、PCB 上的布线、电源线及信号线缆。最常见的磁场探头多为环状，当磁场传播线和探头环面垂直的时候，测量数值最大。