11適合電子產(chǎn)品抑制輻射騷擾的試驗例(共27頁)

1、ii適合電子產(chǎn)品抑制輻射騷擾的試驗例2007-11-10QIANZHENYU1適合電子產(chǎn)品抑制輻射騷擾的試驗例為了給大家以直觀的感覺，特地借用日本村 田制作所部分資料。利用一個簡單的電路（幾片 IC電路）和布局，進行輻射 騷擾測試。相信其結(jié)論也能用在開關(guān)電源的線路設(shè)計上。圖1中IC1（ 74HCU04）和石英晶體構(gòu)成一個時鐘發(fā)生器，產(chǎn)生16MHz信號輸入IC2（ 74HC04）, IC2的輸出端 開路，由于線路板的電源線已采取噪聲抑制措施，故在試驗中產(chǎn)生的輻射騷擾認為 只來自數(shù)字集成電路及其布線。試驗在電波暗室用“米法”進行（下同）。就目前這個線路說，輻射噪聲電平低于規(guī)定限值。2007-11-

2、10QIANZHENYU圖1電子線路的輻射騷擾發(fā)射試驗 2 下面三張圖（圖24）分別給出保持信號線長度不變情況下，信號線與地線的距 離對輻射噪聲的影響；以及保持信號線與地線距離不變情況下，信號線長度對輻 射噪聲的影響。在信號線長度不變的前提下，信號線距離地線越遠，線路所產(chǎn) 生的輻射噪聲越大。 在信號線距離地線的尺寸保持不變的前提下，信號線越長，線路所產(chǎn)生的輻射 噪聲越大。 在保持信號線長度與相對地線距離不變的前提下，線路的工作頻率越高，輻射 噪聲就越大2007-11-10QIANZHENYU3圖2信號線長度不變，信號線與地線距離不同對輻射騷擾測量的影響2007-11-10QIANZHENYU試

3、電齡【幣肘噪慮】_口匚 4“4'“事丄“空Ml術(shù)騙和韻MKU403C知勰率MHz70 mr匸用斗口10士一勢X l» te NC 300no 44d md r» w iooc幕率(MHi)TOua m AH 1«M 縛和MHHS0U4DW鈾2007-11-10QIANZHENYUn試電皚電H板布JV倍號電跡圈時10 飆 tu i»KO440 MO 720 MQ 000MX MIL)忡 5MHi)鈾 MO 聯(lián) MO1000圖3信號線與距離不變前提下，信號線長度變化對輻射騷擾測量的影響5線路圖：8MHz16MHz25MHz圖4信號線長度以及信號線與地

4、線距離不變前提下，不同工作頻率對輻射騷擾測 量的影響2007-11-10QIANZHENYU6圖5進一步說明高頻、高速線路的排布要緊湊，要遠離外接電纜，防止不必要的 噪聲輻射?？s短高速信號線，以減小由此所產(chǎn)生的輻射噪聲：將噪聲電平較高的電路與電纜隔離以減少噪聲的耦合：圖5印刷線路板布局和布線不同對輻射騷擾測量的影響2007-11-10QIANZHENYU圖6則說明在線路板下方復(fù)一塊接地板可以抑制噪聲的輻射。盡管這不是采用多 層板來進行線路的試驗，但同樣可以說明多層板中地線層的作用。圖6在印刷線路板下復(fù)一塊接地板對線路輻射騷擾測量的影響2007-11-10QIANZHENYU電曲板帝期購聲權(quán)射-

5、<>caMt»-高（卯【黑射厳聲】娛始電曲2+ in"Ti一M IMM 30044Q MC 770 w 10CK 舗雅（斷血）*加強業(yè)腐的按準如前所述，線路板上的數(shù)字集成電路及其布線是產(chǎn)生電磁騷擾的主要因素，但是 通過對集成電路的合理布局和走線，以及安裝參考接地板、降低線路的工作頻率 等措施，都有可能抑制線路工作中所產(chǎn)生的噪聲。除此之外，我們在線路板的適當(dāng) EMI部位插入一些RC濾波電路等等），同樣有濾波器（包括表 EMI面貼磁芯、裝的可能把電磁騷 擾抑制到可以忍受的程度內(nèi)，下面這些圖片將用來說明這個問題。試驗仍以圖1線路為基礎(chǔ)進行（兩個IC電路，工作頻率16M

6、Hz ）。圖1 （見p.2）2007-11-10QIANZHENYU9再次做試驗（圖7）。在IC2原先開路的輸出端上用10cm的信號線連至IC3（74HC00）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該線路板產(chǎn)生的輻射噪聲超過了 CISPR標準B級所規(guī)定 的限值。十分顯然這是由IC2輸出至IC3的信號線，以及經(jīng)地線返回IC2的電流 所產(chǎn)生的。當(dāng)然，就這個電流本身而言是差模電流，但是 “球法”測試中天線測 到的則是共模發(fā)射。2007-11-10圖7線路板信號線 過長”所引起的輻射騷擾超標（1） QIANZHENYU10進一步做試驗。在10cm信號線的始端加一個NFM51R系列的EMI濾波器來抑制 充當(dāng)噪聲天線的信號線所輻射的

7、噪聲（圖 8）,從測得的數(shù)據(jù)看，EMI濾波器確 實能消除大部litan【未抑EME濾波器】【加人EMI濾波器）頻率（MHz）分的輻射噪聲。2007-11-10圖8采用EMI濾波器來抑制信號線的輻射騷擾（1）QIANZHENYU11 繼續(xù)做上面試驗。將10cm信號線在始端處斷開，另外再接一根 10cm的導(dǎo)線（如 圖9），發(fā)現(xiàn)同樣是10cm的線，新的連接方法比老的連接所產(chǎn)生的噪聲要大得 多，出現(xiàn)這一現(xiàn)像的原因是新的接線比老的可以更有效地輻射噪聲（高速電路尤IX®10cm導(dǎo)線導(dǎo)線接入之前頻率（MHz）頻率（MHz）【導(dǎo)線接人之后甚）。2007-11-10圖9線路板信號線 過長”所引起的輻射

8、騷擾超標（2）QIANZHENYU12再次將EMI濾波器接在10cm導(dǎo)線的前面（亦即，放在IC2的輸出腳與10cm導(dǎo) 線之間，見圖10），發(fā)現(xiàn)EMI濾波器阻斷了噪聲進入那條導(dǎo)線的通路，從而幾乎徹底消除了輻VCC(*5V)GNO£開路A IC1:HCU(M IC24C(M10cm導(dǎo)線IC3>CCO10cm導(dǎo)線頻率（MHz）頻率MHz）射噪聲。2007-11-10圖10采用EMI濾波器來抑制信號線的輻射騷擾（2）QIANZHENYU13在前述線路中，回復(fù)到第2次做試驗的線路，再將一片IC4（ 74HC04）置入圖11 所示位置，該電路輸入接地電位，故輸出為高電位，然后在IC4的輸出

9、與接地處各引出1根1m長的導(dǎo)線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測得的噪聲大出 10多dB,而且是16MHz（時鐘頻I接人導(dǎo)線之前I頻率仙缶【接入導(dǎo)線之后】率）的諧波。2007-11-101m導(dǎo)線圖11線路板引線 過長”所引起的輻射騷擾超標（3）QIANZHENYU14進一步判斷上述噪聲來自哪一根線，為此拆去IC4的輸出線，保留接地導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)所測結(jié)果幾乎沒有變化。這表明噪聲是由接地點發(fā)出的，而接地線里的地線電 流頻率就是時鐘電路的工作頻率及其諧波頻率，通過接地長線構(gòu)成的發(fā)射天線向 外輻射（圖12撫季（MHz）【倍弓導(dǎo)線移走之前】【信號導(dǎo)線去掉之后】AC頻率（MHz）02007-11-10圖12對由引出線引起的輻射騷擾

10、的判斷（3） QIANZHENYU15 作為處理的措施，方法之一是線路板下面接一塊大的接地平面，可以比較有效地 降低輻射噪聲，但在個別頻點上還不夠。進一步在引出導(dǎo)線的前面再接入一個EMI的濾波器，發(fā)現(xiàn)幾乎完全消除了先前所存在的輻射噪聲（詳見圖 13VCCSV)IC1:HCU04IC3：HCWlin導(dǎo)線接地乎面（金屬板）44M繭I和血4QHI也人接JfcFitiG痢呻（MHz I掛人EMJ抑制謔波誹龍佔】«4 i3e 1 幹4«»«)03)2007-11-10圖13采用接地板和EMI濾波器來抑制引出線的輻射騷擾(QIANZHENYU16普通線路板：運用EM

11、I濾波器圖14線路板輻射噪聲抑制方法小結(jié)2007-11-10QIANZHENYUEMI抑制濾波器"V/""XZ"LJ _ _ -TLTL信號線接口電纜數(shù)字電路板圖15線路板輻射騷擾抑制方法的又一例證（1）2007-11-10QIANZHENYU300 MOm *n 10QCM 1U TGQW愛A1.6P圖16線路板輻射騷擾抑制方法的又一例證（2）2007-11-10QIANZHENYU19EMI濾波器圖的正確接線渝波器朗搔地揣通過一個透孔與命牛農(nóng)面 為按曲的電路板背血幣連、*接地端的福撫ft（抗徹小信號電擠部分到幗之間的何胳艮度很?。▓D中說明電容型濾波器

12、的接線）圖17貼片式EMI濾波器的使用方法（1）2007-11-10QIANZHENYU20圖18貼片式EMI濾波器的使用方法（2）2007-11-10QIANZHENYU接地線谿位十戰(zhàn)r. ti與接他申廊燈嫌 fl和評涪號版圏三端屯容n整卜扳的評面播地荷號電踣位于三増唱容和產(chǎn)接醤之聞的部分戟紺連接器眩菠器的捲地竭通過一透仇與雜個農(nóng)血 均接地的電粘板背面栩連I接地電歸版圖 的高WHltt較小打路版圖接地電路戯圖兀件面背而整個襄面均接地采來用噪聲抑屏制蔽輻罩射為起說村見明，問仍題提田電供制的作用試所金路，用驗蔽屬罩一屏米法，”并來測試且“1 輻從射圖噪19聲可。以明開顯 看噪口關(guān)聲尺出，泄寸與率

13、（試漏驗有頻25MHz開口叫域的足狀8(2513)令 50m i x 50riim( 250011)SDrtm125rwnx 20( 2500mm1 >30mmSMCwrwn嗥聲岌射>H9P4聲電平405讓BE4詣電平724 MO 1000 (MHr)）02007-11-10圖19用屏蔽罩來抑制輻射騷擾的發(fā)射（1） QIANZHENYU22 屏蔽效應(yīng)的原理是用屏蔽罩反射或吸收不需要的噪聲。對高頻段，主要是反射， 常用鋁、銅或其他低阻抗的材料。要求開孔尺寸和緊固件的間隔盡量小，還要避 免由于覆蓋涂層造成某些區(qū)域的絕緣（圖2007-11-1020幵口堪域:分歌的小孔血板的連接：采用較小

14、的間距使附抗降低±dI I«）。圖20用屏蔽罩來抑制輻射騷擾的發(fā)射（2） QIANZHENYU23 線路板上的局部屏蔽有時要考慮在線路板上對關(guān)鍵器件或電路進行局部屏蔽，這里選擇屏蔽的區(qū)域很 重要，其原則是：過屏蔽區(qū)域界面的導(dǎo)線要盡量少。穿對這些導(dǎo)線要進行濾 波。屏蔽盒要完整的六面體，底面是線路板上的一塊完整銅箔，其余五個面扣在線路 板上，五面體與地的接觸點要越多越好，每一點的間隔要小于被屏蔽電磁波波長 的 1/20。濾波的方法是對穿過屏蔽區(qū)域的線采用貫通濾波器（不適合線路板上的走線）或 貼片式三端電容及貼片式濾波器。要使效果顯著，貼片要盡同量靠近屏蔽盒。按 使用目的，貼片安裝在盒內(nèi)。若用于抗干，對用于抑制輻射騷擾為的目不的擾2007-11-1021）。的，貼片裝在屏蔽盒外（圖 QIANZHENYU圖21線路板上的局部屏蔽24設(shè)備（包括線路板）經(jīng)由電源線的騷擾逸出抑制（圖 22&w f(MHUI*®-（在 一 fztt對u