EMC問題匯總及解析

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 問題及解析匯總1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document UART總線1 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document CAN總線2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document LIN總線2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document I2C總線2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document

2、 電源濾波器的作用3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 電纜諧振及振鈴是因為什么產(chǎn)生的，如何預(yù)防其產(chǎn)生？ 3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 電源濾波器的原理及作用是什么？3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 我對差模干擾和共模干擾概念的理解不是很透徹，如何去處理差模干擾 的問題？ 3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 鐵氧體珠的作用是什么？4 HYPERLINK l bookmark28 o

3、Current Document 電壓駐波比4 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document dB的定義及計算4帶寬（通頻帶BW） 5 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 為什么要用電流注入法？6 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 接收機(jī)+跟蹤信號發(fā)生器的作用？ 6 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 射頻前置放大器作用7 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 近場探

4、頭7問題及解析匯總UART總線UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實 現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計中，UART用來與PC進(jìn)行通信，包括與監(jiān) 控調(diào)試器和其它器件，如EEPROM通信。CAN總線CAN總線是一種通信協(xié)議，是一種串行通信協(xié)議。什么是通信協(xié)議？就是 設(shè)備之間交流要遵循的規(guī)范，大家都按這一規(guī)范進(jìn)行交流，才不至于亂糟糟的， 才有序，交流才能成功。CAN總線是一種縮寫，全稱應(yīng)是“控制器局域網(wǎng)絡(luò)總 線”，是英文Controller Area Network的首字母組合而成的。它是總線的一種，與 我們常見的USB總線屬于一類概念，只不過CAN總線采用差分信號傳輸

5、，有很 強(qiáng)的錯誤檢測能力，通信距離遠(yuǎn)，因此被用到一些特殊的場合，比如汽車，廠礦 等干擾較強(qiáng)的地方。LIN總線LIN(Local Interconnect Network)是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)汽車 中的分。布式電子系統(tǒng)控制LIN的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)(例如CAN總線)提供 輔助功能，因此LIN總線是一種輔助的總線。網(wǎng)絡(luò)在不需要CAN總線的帶寬和 多功能的場合(比如智能傳感器和制動裝置之間的)使用LIN總線可大大節(jié)省 成本。 LIN技術(shù)規(guī)范中除定義了基本協(xié)議和物理層外，還定義了開發(fā)工具 和應(yīng)用軟件接口。LIN通訊是基于SCI(UART)數(shù)據(jù)格式，采用單主控制器/多從 設(shè)備的模式僅使用

6、一根12V信號總線和一個無固定時間基準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)同步時鐘 線。這種低成本的串行通訊模式和相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境，已經(jīng)由LIN協(xié)會制定成標(biāo) 準(zhǔn)LIN的標(biāo)準(zhǔn)化，將為汽車制造商以及供應(yīng)商在研發(fā)應(yīng)用操作系統(tǒng)降低成本。I2C總線I2C-(InterIntegrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行 總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。I2C總線產(chǎn)生于在80年代，最初為音 頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個組件狀態(tài)的通 信。例如管理員可對各個組件進(jìn)行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀 態(tài)，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇?？呻S時監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，

7、 增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。電源濾波器的作用電源濾波器，又名“電源EMI濾波器”，或是“EMI電源濾波器”，是一種無 源雙向網(wǎng)絡(luò)，是一種對電源中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除 的電氣設(shè)備，它的一端是連接電源，另一端是連接負(fù)載。電源濾波器就是對電 源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除的電器設(shè)備。電源濾波 的功能就是通過在電源線中接入電源濾波器，得到一個特定頻率的電源信號，或 消除一個特定頻率后的電源信號。利用電源濾波器的這個特性，可以將通過電源 濾波器后的一個方波群或復(fù)合噪波，變成一個特定頻率的正弦波。電纜諧振及振鈴是因為什么產(chǎn)生的，如何預(yù)防其產(chǎn)生？電源濾波器的

8、原理及作用是什么？為了保證通向轉(zhuǎn)臺、天線升降塔、電波暗室內(nèi)的被測物、測試設(shè)備及附件、 電波暗室內(nèi)部的照明系統(tǒng)等各個電源都是“干凈的”進(jìn)入電波暗室、屏蔽控制 室、屏蔽放大室內(nèi)的所有電源均經(jīng)過電源濾波器濾除騷擾。我對差模干擾和共模干擾概念的理解不是很透徹，如何去處理差模干 擾的問題？串摸干擾，還有另外一個名字，叫差模干擾，就是存在于相線/中線之間的 電磁諧波所產(chǎn)生的干擾。共模干擾，就是相線/中線與地線之間的電磁諧波所產(chǎn)生的干擾。抑制干擾，有接地、屏蔽和濾波三種途徑。可供選擇的濾波器件：濾波器、電抗器、共模扼流圈、零相電抗器、磁環(huán)、 隔離變壓器等等。鐵氧體珠的作用是什么?吸收磁環(huán)，又稱鐵氧體磁環(huán)，常

9、用于可拆卸的分離時磁環(huán)，它是電子電路中 常用的抗干擾元件，對于高頻噪聲有很好的抑制作用，一般使用鐵氧體材料 （Mn-Zn）制成。磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特性，一般在低頻時阻抗很小 當(dāng)信號頻率升高磁環(huán)表現(xiàn)的阻抗急劇升高。使正常有用的信號很好的通過，又能 很好的抑制高頻干擾信號的通過，而且成本低廉。電壓駐波比駐波比（SWR）又稱電壓駐波比（VSWR）Voltage Standing Wave Ratio波傳遞從甲介質(zhì)傳導(dǎo)到乙介質(zhì)，會由于介質(zhì)不同，波的能量會有一部分被反射， 這種被反射的波稱為駐波，這是基本的物理原理.在電磁波有同樣的特性，電波在甲組件傳導(dǎo)到乙組件，由于阻抗特性的不同， 一部分

10、電磁波的能量被反射回來，我們常稱此現(xiàn)象為阻抗不匹配。駐波比，一般指的就是電壓駐波比，是指駐波的電壓峰值與電壓谷值之比。 理想的比例為1:1，即輸入阻抗相等于傳輸線的特性阻抗，但幾乎不可能達(dá)到VSWR 1.25:1 反射功率 114 % ； VSWR 1.5:1 反射功率 4.06 %； VSWR 1.75:1 反射功率7.53 %。由上可知，駐波比越大，反射功率越高dB的定義及計算首先，DB是一個純計數(shù)單位：dB = 101ogX。dB的意義其實再簡單不過了， 就是把一個很大（后面跟一長串0的）或者很?。ㄇ懊嬗幸婚L串0的）的數(shù)比較 簡短地表示出來。如：X = 1000000000000000

11、（多少個了？ 15） = 10logX = 150 dBX = 0.000000000000001 = 10logX = -150 dBdBm 定義的是 miliwatt-毫瓦特。0 dBm = 10log1 mw；dBw 定義 watt-瓦特。0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。DB在缺省情況下總是定義功率單位，以10log為計。當(dāng)然某些情況下可以用信 號強(qiáng)度(Amplitude)來描述功和功率，這時候就用201og為計。不管是控制領(lǐng) 域還是信號處理領(lǐng)域都是這樣。比如有時候大家可以看到dBmV的表達(dá)。在dB， dBm計算中，要注意基本概念。比如前

12、面說的 OdBw = lOloglW = lOloglOOOmw = 30dBm；又比如，用一個dBm 減另外一個dBm時，得到的結(jié)果 是 dB。如：30dBm - 0dBm = 30dB。一般來講，在工程中，dB和dB之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法： dBm減dBm實際上是兩個功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比(SNR)。dBm加dBm實際上是兩個功率相乘，這個已經(jīng)不多見(我只知道在 功率譜卷積計算中有這樣的應(yīng)用)。dBm乘dBm是什么，lmW的lmW次 方？除了同學(xué)們老給我寫這樣幾乎可以和歌德巴赫猜想并駕齊驅(qū)的表達(dá)式外，我 活了這么多年也沒見過哪個工程領(lǐng)域玩這個。dB是

13、功率增益的單位，表示一個相對值。當(dāng)計算A的功率相比于B大或小多少 個dB時，可按公式l0 lg A/B計算。例如:A功率比B功率大一倍，那么l0 lg A/B =l0 lg 2 = 3dB。也就是說,A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率為46dBm， B的功率為40dBm，則可以說，A比B大6dB；如果A天線為l2dBd，B天線 為14dBd，可以說A比B小2dB。dBm是一個表示功率絕對值的單位，計算公式為：101g功率值/lmW。例如：如 果發(fā)射功率為lmW，按dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為：10 lg 1mW/1mW = 0dBm； 對于 40W 的功率，則 10 lg(40W/1mW

14、)=46dBm。帶寬(通頻帶BW)通頻帶BW的測量方法：是通過測量放大器的諧振曲線來求通頻帶。測量 方法可以是掃頻法，也可以是逐點(diǎn)法。逐點(diǎn)法的測量步驟是：先調(diào)諧放大器的諧 振回路使其諧振,記下此時的諧振頻率f0及電壓放大倍數(shù)AV0然后改變高頻信號 發(fā)生器的頻率(保持其輸出電壓VS不變)，并測出對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)AV0。由 于回路失諧后電壓放大倍數(shù)下降，所以放大器的諧振曲線如圖1-3所示?？傻茫?BW 二 f - f 二 2AfH L0.72小0.1圖1-3諧振曲通頻帶越寬放大器的電壓放大倍數(shù)越小。要想得到一定寬度的通頻寬，同時 又能提高放大器的電壓增益，除了選用yfe較大的晶體管外，還應(yīng)盡量減

15、小調(diào)諧 回路的總電容量C2o如果放大器只用來放大來自接收天線的某一固定頻率的微 弱信號，則可減小通頻帶，盡量提高放大器的增益。為什么要用電流注入法？電流注入法是模擬汽車電子產(chǎn)品中大電流引起的磁場干擾。因為汽車是低電 壓（12V/24V）高電流（可以達(dá)到10A）。由于在汽車設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中，產(chǎn)生很高 的電流，這樣就會產(chǎn)生比較大的磁場，對其他的設(shè)備造成干擾。接收機(jī)+跟蹤信號發(fā)生器的作用？其實頻譜分析儀加一個跟蹤信號源主要是目的是使頻譜分儀可以變成一臺 網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以一機(jī)二用，利用資源，節(jié)省成本。接收機(jī)跟蹤信號發(fā)生器，一種與頻譜分析儀的接收頻率同步的信號發(fā)生器。 使用跟蹤發(fā)生器可以測量被測設(shè)備的反射和

16、發(fā)射特性，確定被測的無源（例如帶 通濾波器）或者有源設(shè)備（例如放大器）的頻率特性。射頻前置放大器作用當(dāng)測量得到的騷擾信號過低，低于機(jī)身（接收機(jī)）的體噪從而不能顯示完全 的騷擾信號網(wǎng)絡(luò)特性曲線，用射頻前置放大器可以降低20dB的體噪，從而顯示 出完整的騷擾波形。近場探頭近場探頭用于配合頻譜分析儀查找干擾源。近場探頭的種類及主要特點(diǎn)電磁場是由電場和磁場構(gòu)成。在近場，電場和磁場共同存在，其強(qiáng)度不構(gòu)成 固定關(guān)系。以電場為主還是磁場為主，主要是由發(fā)射源的類型決定的。簡而言之， 在高電壓，低電流的區(qū)域，電場大于磁場。高電流，低電壓的區(qū)域，磁場大于電 場。同時在主要的EMI測試頻段，磁場隨著距離的變化要快于電場。因為磁場是由電流產(chǎn)生的，所以最常見的發(fā)射源包括芯片，器件的管腳、PCB 上的布線、電源線及信號線纜。最常見的磁場探頭多為環(huán)狀，當(dāng)磁場傳播線和探 頭環(huán)面垂直的時候，測量數(shù)值最大。所以在測量過程中，工程師一般需要旋轉(zhuǎn)探 頭的方向來測量到最大的磁場數(shù)值，同時避免遺漏重要的發(fā)射源。電場是由電壓產(chǎn)生，主要的發(fā)射源包括一些未端接器件的線纜、連接高阻 器件的PCB布線等。最簡單的電場探頭類似一根小天線。有人甚至把同軸電纜 前端的一小段屏蔽層剝開，露出芯線來構(gòu)成簡單的電場探頭進(jìn)行使用。在沒有屏 蔽設(shè)備的