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杜佐兵
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產品輻射發射的故障診斷與整改技術(一)
產品輻射發射的故障診斷與整改技術(二)
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產品輻射發射的故障診斷與整改技術(二)

接下來,我們進行輻射發射的故障整改分享。

通常在測試試驗的現場進行EMI故障整改,有一些事情必須有意識地去做。

(1)首先應確保觀察到的發射不是來自FM廣播、蜂窩電話或數字電視產生的環境信號。這時可能需要關掉自己的設備以確認是否為環境信號。

(2)當觀察發射時,要注意如果人位于電波暗室時,人的進入會影響產品的發射。此時發射電平將會與之前的不同。同時,受試設備最大發射位置的角度也可能發生變化。然而,若設備和電纜發生輕微的移動,最大發射位置的角度也會發生變化,因此要意識到這個事實:當發覺產品的發射已有改進時,其結果可能是最大發射的角度或位置已發生了移動。

(3)不要站在測量天線和受試設備之間。人體是極好的射頻吸收體。注意:首先應保證安全。在輻射發射的故障整改過程中,通常要拆開產品的殼體,以及移動內部導線和連接線電纜或其他組件。當開始進行故障整改過程時,靠近產品內部部件時一定要注意高壓。

當處理輻射發射問題時,如果人員在暗室內部時,確保人員的位置且不能走動。人的移動和所站的位置將會影響實驗結果。

首先,用手抓住電纜(在確保安全的情況下)如果連接線電纜為主要的輻射體,那么通過抓住和松開電纜,可快速地識別電纜是否為輻射體。當這樣做的時候,由于電纜也將與電波暗室和人所站的區域相調諧或失諧,因此人應盡可能地減小移動。這時可拿一個木棍或塑料棍移動電纜,不與他們相接觸以盡可能地減小人對電纜的影響。這樣,看到的測量結果的任何變化都將來自于電纜的移動。

很多情況下,I/O電纜與受試產品是相連的,如果其在遠端是斷開的。可以嘗試著每次斷開這些電纜中的一根,其它電纜仍被連接,在這個測試過程中,直到所有未使用的電纜都被斷開。這也有助于識別是哪根電纜或哪組電纜正在產生輻射。

如果認為不是電纜產生的問題,那么可將手放置在設備的殼體或外殼上,僅當安全時才可以這樣做(人的安全第一)。如果可能的話,可擠壓機箱以確保金屬片的接觸或者斷開他們的接觸。在這種情況下可能會看到發射的突然抬高或降低,這表明機箱的某些地方被斷開了或得到了好的接觸。若是這樣的情況,應尋找可能位于金屬表面之間的涂層或噴涂物來解決問題。

當某些產品有輔助設備時,如果可能的話可關掉輔助設備,但這樣做不能影響受試設備重要部分的功能。如果不能這樣做,則可以反過來,關掉受試設備留下輔助設備。再看看問題仍還存在嗎?如果問題存在,則輔助設備可能是輻射源。如果輔助設備位于電波暗室外,這也是適用的。進出暗室的電纜可包含大量的射頻能量,他們在暗室內能重新進行傳播。應確保這些電纜進行了很好的濾波、屏蔽或使用某些方式進行了處理,以避免產生輻射問題。有時在這些長的輔助電纜上加載一些串聯的鐵氧體扼流圈,能有效地移去他們對實際受試系統或產品的影響。如果不能對受試設備或輔助設備進行斷電,那么可以嘗試著通過改變負載、運行狀態、數據率或其他功能,然后觀察發射的變化。

使用非導電塑料或木質的鉤針可能會有幫助。使用它能從電纜束中拉出單根導線。在確保安全的情況下,可以用手指接觸這些導線,觸摸和放開導線以確認他們是否敏感及發射電平是否發生了改變。

識別輻射電纜的最佳方法之一是,測量導線或電纜屏蔽層上流動的共模電流。通過用電流探頭就近鉗住受試設備的導線,用頻譜分析儀測量導線中的射頻電流,這種射頻電流與輻射發射有很強的相關性。文章后面給出測試測量的參考圖片。

實際上,對于短電纜小于1/4波長,能夠預測其產生的電場V/m,這種電場可與標準限值進行比較。電纜輻射電場的預測公式可參考《開關電源電磁兼容分析與設計》及《物聯產品電磁兼容分析與設計》

對于小型和中型產品及設備,對于殼體的輻射的判斷措施是用鋁箔包裹整個設備。由于覆蓋的區域比較大,最好不要使用銅膠帶或鋁膠帶。此外,鋁箔不像導電膠帶,他們不會受到阻抗產生的影響。也就是說,當使用具有黏合劑的金屬導電膠帶時,應記住這種黏合劑并不是所預期的那樣,它的導電性并不是非常強。當用導電膠帶一層一層包裹設備時,所建立的阻抗能顯著減小屏蔽層的屏蔽效能。使用沒有任何涂層的鋁箔,將會把這種搭接質量改善一個數量級。

為了以這種方式使用鋁箔,鋁箔應疊加幾次以覆蓋他們之間的縫隙。如果可能的話,鋁箔應與任何連接器和電纜的屏蔽層進行搭接。為了確保這種搭接,在連接器的周圍要使用扎線帶或束線帶。如果設備還繼續產生輻射,則可以把包裹了鋁箔的設備放置在導電接地平面-參考接地板上。如果設備仍繼續有輻射。那么連接線電纜就會是輻射的源頭。

如果使用這種方式解決了問題,那么金屬機殼可能是輻射不合格的原因了。可以先慢慢地剝離認為很可能沒有問題的區域;比如是沒有顯示屏或連接器的實體面板上的鋁箔,最后再移除連接器和顯示屏上的鋁箔。每次剝離一些鋁箔,進行檢查以確認發射電平是否返回到之前的值或仍保持低的值。通常,當進行這個測試分析過程時,需要顯示和觀測頻譜分析儀發射值的數據變化。通過用這個方法還比較好地去判斷機箱的屏蔽和搭接的設計方面的問題。

但實踐告訴我們大多的EMI超標問題;還是集中在產品中的連接線電纜的輻射發射超標問題。

RE在大多數情況下都是不能通過測試的:

簡易的測試方法(預測階段,不需要在電磁兼容測試實驗室完成)

理論基礎:任意一條載有共模電流的電纜都比機箱本身更容易輻射電磁能量。

測量替代法:

電流卡鉗可使用商用的鐵氧體扼流圈很容易自制電流探頭,后面再進行分享。

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