电磁兼容技术-电磁干扰案例分析PPT课件

EMCFieldAnalysis RarkiiLiu 2013 6Email LiuXW Agenda 电磁干扰基本理论 计量单位 上图中已经知道P P0电压比值 V V0 dB为单位 应该怎么表示 假使已经测得P 100dBm 那么它所对应的电压V dBuV dB 电压比值 dB 功率比值 电压相关60dBuV 1000uV 1mV120dBuV 1000000uV 1V126dBuV 2000000uV 2V180dBuV 1000V 1KV 功率相关0Bm 1mW 0 001W4dBm 2 5mW 0 0025W20dBm 100mW 0 1W30dBm 1000mW 1W33dBm 2000mW 2W dBuV与dBm如何相互转换 首先我们要假设基准的阻抗 例如测试仪器一般为50欧姆 这样 P与U的关系就建立起来了 P U2 R 最后得出 0dBm107dBuV1dBm108dBuV30dBm138dBuV 计量单位 RLC串联谐振电路 当时 即 时 电压u t 与电流i t 相位相同 电路发生谐振 式中为电路的固有谐振频率 电路谐振时的电流为 电路谐振时的电压为 其中 Q为串联谐振电路的品质因数 其数值等于谐振时感抗或容抗与电阻之比 互感 PCB信号回路耦合 变压器初次级耦合 互容 PCB信号走线耦合 器件与线缆耦合 公共阻抗 混合接地用来干什么 为什么 电路阈值 输出 1 输出 0 输入 1 输入 0 Vi ViH ViL 0V Vo VoL VoH Vcc 0V Vcc 静态噪声容限 1 静态噪声容限 0 器件的逻辑电平参数 3 3V供电时的LVCMOS器件 5VTTL器件 5VCMOS 3 3VTTL器件 2 5VTTL器件 2 5V供电时的LVCMOS器件 ECL 电磁干扰三要素 干扰源 电感 变压器 芯片 发射天线 电容 浮件 晶振 发射天线 耦合途径 敏感体 电磁干扰防护原理 屏蔽 接地分地 滤波 电磁干扰案例分析 问题描述 S80工程样机在USB通讯时 使用对讲机对其干扰 USB通讯立刻失败 问题分析 S80使用的MINIUSB转USB线缆的两端USB外壳并没有相连 因此信号的GND环路过大 且环路对外暴露程度很大 对干扰的接收效率很高 最后导致了USB通讯失败 使用其他三种MINIUSB转USB线缆都不会造成通讯失败 因此是USB转接线本身的质量问题 风险分析 客户在使用USB通讯下载应用发生故障需满足两个条件 一是使用劣质转接线 二是有对讲机对其干扰 这种概率非常小 即使有 也是可以接受的 因为程序也许几年才下载一次 不是安全触发或硬件损伤的重大缺陷 因此该缺陷可以不用处理 案例一 屏蔽层 MINIUSB S80 U盘 USB外壳与屏蔽层的搭接 线缆双绞 屏蔽 接地 紧密程度 问题描述 D210在待机的时候 磁头出现刷卡错误 其出线概率为较小 有时候几分钟 有时候一两小时 问题分析 待机模式中磁头检测是打开的 D210使用的是兆讯方案的磁头 使用之前IDTECH的磁头不会出现刷卡错误 新磁头方案抗扰性比较差 IDTECH采用三对差分信号输入 而兆讯采用三根单端信号输入 抗干扰性能较差 从敏感体来改善 将单端信号的阈值增大 但同时也造成了兼容性问题 滤除了噪声的同时也同时造成了较微弱信号无法识别 从源头来改善 发现是7 4V充电时造成 将7 4V走线移向远离磁头的PCB内部 问题得到圆满解决 风险分析 此问题属于内部干扰 且充电状态和磁头待机会同时存在 因此需要重点解决 通过上述分析 有以下方案 将7 4V电源走线走到PCB中央 并走在内层 并在两侧打地孔 案例二 磁头 充电芯片 7 4V 兆讯方案 IDTECH方案 效率 环路 能量传递 D210接口板 问题描述客户在使用过程中 S90经常发生多台机器安全触发 问题分析经过对客户现场的模拟分析 进行了静电与对讲机干扰两种实验 最终确定为对讲机干扰所致 对讲机的干扰频率为400MHz 通过在MESH上加100pF电容 可以解决问题 另外也可通过将MESH墙上增加铺铜减少MESH对对讲机干扰接收效率也可以解决问题 风险分析在支付行业中 客户使用对讲机是经常性的 因此此问题需要针对库存及新生产的机器导入抗干扰措施 案例三 案例四 问题描述 客户在使用过程中 S90在使用某些卡片时候磁头无反应或者报错 问题分析 经过仔细对比分析 找到问题原因如下 异常的卡片 有问题批次的CPU再加上环境湿度低的情况下出现的ESD现象 只有这三原因加一起 才会复现出故障现象 一些措施 软件方面 监控磁头的中断响应 但不能从根本上解决问题 硬件方面 风险分析 干燥的环境经常存在 概率很大 因此需要针对库存 返修 新生产的机器进行导入 材料本身的起电性能接触的紧密程度 压力摩擦的速度环境温度环境湿度 耦合程度 线缆剪短 双绞 改变材质 减少摩擦起电 1 2 案例五 问题描述SP30巴西认证摸底测试中 非接读卡测试中 RE辐射超标了10dB 问题分析在静态测试中 并没有超标的频点与频段 而SP30辐射超标的频点与频段 基本都是13 56MHz的倍频与非接读卡使用的5V电源所致 首先 在SP30上装一个磁扣 可以降低6dB左右 多扣几个基本可以将辐射压到限值以下 但对于认证来说 显然不现实 实验室不会认可 外表更不美观 最后 从路径上去解决问题不现实 我们必须找到内部的干扰源头 通过仔细分析 发现了是两个地方影响了测试结果 一个是非接芯片贴在LCD线缆上面 一个是非接电感贴着SP30的出