手机安规 EMC测试案例分析

手机安规EMC测试什么是安规？安规就是平安标准，目前是指电子产品在设计中必须保持和遵守的标准。简单地说，安规其实就是产品认证中对产品平安的要求。常见的安规认证：UL—美国TUV,VDE,GS—德国CCC—中国PSE—日本安规测试工程有：1，输入测试。2，SELV〔平安地电压电路〕回路测试。3，LPS〔有功率限制的电源〕测试。4，heatingtest〔温升测试〕。5对电池的相关测试。〔参考IEC/EN60950-1〕6，如果是塑料外壳，需要对塑料外壳进行一些材料测试。7，元件短路开路测试.各国的安规认证标志各国的安规认证标志中国强制认证〔CCC〕标志认证标志根本图案认证标志图案〔S代表平安〕随着无线通信技术的开展，各种无线通信产品随之应用到各种领域中，是无线通信产品中最重要、应用最广泛、最贴近人民生活的无线通信产品，在国内可以说是主要的通信工具。如此数量众多的无线通信产品，必然会造成电磁环境的复杂化，在此环境中能够正常工作且不会影响其它设备，其电磁兼容性尤为重要，因此要对进行电磁兼容性进行测试，来保证的电磁兼容性能。那么什么是电磁兼容〔EMC〕呢？电磁兼容〔EMC〕是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。EMC的构成要素：目前国内使用的制式前国内使用的有五种制式，分别是GSM，CDMA，TD-SCDMA，WCDMA和CDMA2000，详见下表序号名称通信技术频段（MHz）备注1GSM手机频分双工频段1：890-915频段2：1710-17852G手机secondgeneration2CDMA手机码分多址接入825-8403TD-SCDMA手机时分-同步码分多址接入频段1：1880-1900频段2：2010-20253G手机3rdGeneration4WCDMA手机宽带码分多址接入1940-19555CDMA2000手机码分多址接入（第三代通信技术）1920-1935还有一些其它制式，如GSM还有使用850MHz，1900MHz频段的，我国目前没有使用。电磁兼容测试标准不同制式的电磁兼容测试时，选择不同的行业标准，依据的根底标准相同，见下表序号名称行业标准基础标准1GSM手机YD1032-2000《900/1800MHzTDMA数字蜂窝通信系统电磁兼容性限值和测量方法

第一部分：移动台及其辅助设备》GB9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测试方法》

GB/T17626.2-GB/T17626.11系列抗扰性标准2CDMA手机GB19484.1-2004《800MHzCDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法

第一部分：移动台及其辅助设备》3TD-SCDMA手机YD/T1592.1－2007《2GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法

第1部分：用户设备及其辅助设备》4WCDMA手机YD/T1595.1－2007《2GHzWCDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法

第1部分：用户设备及其辅助设备》5CDMA2000手机YD/T1597.1－2007《2GHzcdma2000数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法

第1部分：用户设备及其辅助设备》虽然的制式不同，但是电磁兼容要测试的工程相同，根据不同的要求来选择需要测试的工程，电磁兼容测试工程见表1和表2。表1骚扰测量工程序号测量项目适用端口1传导杂散骚扰手机的天线连接器端口2辐射杂散骚扰手机的机壳端口3辐射连续骚扰辅助设备的机壳端口4传导连续骚扰AC电源输入端口表2抗扰度试验工程序号试验项目适用端口1静电放电抗扰度机壳端口2辐射骚扰抗扰度机壳端口3电快速瞬变脉冲群抗扰度AC电源输入端口4浪涌（冲击）抗扰度AC电源输入端口5RF场感应的传导骚扰抗扰度DC和AC电源输入端口6电压暂降和短时

中断抗扰度AC电源输入端口测试时的连接方式通过空间链路与基站模拟器建立通信连接，充电器与相连且保持充电状态，充电器的交流输入端与交流电源或测试设备相连，如图。电磁兼容测试过程中，有两种典型的工作状态：

通话状态：与基站模拟器通过空间链路建立并保持通信连接。根据不同制式，选择中间的信道频率。基站模拟器控制工作在最大的发射功率。与充电器相连并保持充电状态

空闲模式：与基站模拟器通过空间链路连接，BCCH信道激活，受机与基站模拟器保持同步，处于待机状态。

测试过程中，根据标准的要求选择的工作状态进行电磁兼容测试。对于电磁兼容测试，主要出现问题的工程是：静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、传导骚扰及辐射骚扰。静电放电抗扰度试验产生的问题：

1)机通话中断。2)静电放电导致机局部功能失效，但静电放电过程结束后或者重新启动机之后失效的功能可以恢复。3)自动关机或者重新启动现象。4)静电放电导致损坏问题的具体分析通话中断：造成通话中断的主要原因是静电放电对内部的射频电路和或基带电路造成影响，造成了通信信噪比的下降，信号同步出现问题，从而造成通话中断；自动关机或重启：基带电路的复位电路受到静电的干扰导致误关机或重启；局部器件失效：静电放电过程中高电压和高电流导致器件的热失效或者绝缘击穿。也可能受到静电放电过程中的强电磁场影响导致器件暂时失效；

软件故障：静电干扰信号被当作有用信号被处理，导致操作系统误响应。问题的改进建议1.在设计方案上考虑静电放电问题

2.尽量选择静电敏感度等级高的器件；

3.器件与静电源隔离；

4.减少回路面积5.接地平面设计：尽量在PCB上使用完整的地平面；PCB接地面积越大越好；不要有大的缺口；

6.PCB的接地线需要低阻抗且要有良好的隔离；

7.电源、地布局在板中间比在四周好；

8.在电源和地之间放置高频旁路电容；

9.保护静电敏感的元器件。

整改步骤：1〕尝试直接放电和间接放电、空气放电和接触放电，确认耦合路径

2〕从不同方向放电，观察现象有何不同，确定所有的放电点和放电路径

3〕从低到高，在不同电压下进行试验，确定在哪个电压范围内出现不合格现象

4〕多试验几台样机，分析共性，确认失效原因

5〕根据耦合路径、不合格现象、放电路径，判断相关的敏感器件

6〕针对敏感器件制订解决方案

7〕通过试验验证、修正解决方案电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的具体情况电快速瞬变脉冲群产生的原理：当电感性负载〔如继电器、接触器等〕在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的瞬态骚扰。当电感性负载屡次重复开关，那么脉冲群又会以相应的时间间隙屡次重复出现。这种瞬态骚扰能量较小，一般不会引起设备的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对移动机的可靠工作产生影响。

该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动机的电源端口的试验。试验脉冲的特点是：瞬变的短上升时间、重复出现和低能量。该试验的目的就是为了检验在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成的误动作，是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电，当结电容上的能量累积到一定程度，便会引起的误操作。具体表现为在测试过程中移动机通信中断、死机、软件告警、控制及存储功能丧失等。

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的改进建议

1)在设计初期就应重点考虑抑制电快速瞬变脉冲群干扰设计：

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在PCB层电源输入位置要做好滤波，通常采用的是大小电容组合，根据实际情况可以酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号，尽量采用外表封装；

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尽量减小PCB的地线公共阻抗值；

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PCB布局尽量使干扰源远离敏感电路；

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PCB的各类走线要尽量短；

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减小环路面积；

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在综合布线时要注意强弱电的布线隔离、信号线与功率线的隔离，综合布线是系统很重要的一个设计组成局部，一个糟糕的综合布线格局很可能断送一个设计精良的PCB的稳定性；

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关键敏感芯片需要屏蔽；

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软件上应正确检测和处理告警信息，及时恢复产品的状态；

2)元器件的选择上应使用质量可靠的芯片，最好做过芯片级的电磁兼容仿真试验，质量可靠的充电器、数据线及电池的选用可提升对电快速瞬变脉冲信号的抑制能力；

3)厂家在组装生产环节中应严把质量关，做好生产工艺流程控制，尽量保证产品质量的一致性，减少因个别质量问题带来的测试不合格现象；

4)EFT测试过程中如出现问题，可采用在充电器增加磁环或者电快速瞬变脉冲群滤波器的方法进行整改，选用磁珠的内径越小、外径越大、长度越长越好；采用加TVS管的整改方法作用有限；

5)根据最新GB/T17626.4-2021标准要求，重复频率将增加100kHz选项，将会比5KHz更为严酷，希望厂家及早重视进行相关的电快速瞬变脉冲群测试防护工作。辐射骚扰与传导骚扰测试，是使用充电器为进行充电，保持通信状态并最大功率发射的情况下进行电磁兼容测试，即测试的结果是与充电器联合工作的情况下的测试结果，不合格的原因可能是充电器造成的，也可能是本身造成的，也可能是与充电器联合工作时兼容性不好而不合格。辐射骚扰传导骚扰相关问题的改进建议1)在设计阶段要充分考虑电磁兼容特性，合理考虑电路板的接地设计，应保持接地环路尽量小，使用网格接地，信号线或电源线尽量与地线靠近。设计过程中，对充电器和的充电端口采取滤波措施，对辐射发射敏感元器件采取屏蔽措施，增加屏蔽罩；2)选择质量好，电磁兼容特性好的元器件；3)优化器件的位置、布局和布线，器件布局一直按照功能和器件类型来对元器件进行分组；4)充分考虑充电器与的兼容性