辐射骚扰整改方法Word下载.docx
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辐射骚扰整改方法Word下载.docx
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整改措施对下批次或类似产品设
计具有指导意义。
实施整改,通常要准备样品两台、说明书、电路图、结构图各一份;
最好有一名熟练
工人辅助操作。
>
Re
F整改方法:
首先,初步了解产品特点,尽量多地了解当前产品辐射骚扰超标具体情
况;
其次,针对整改要求,了解产品电路原理,根据客户提供的信息判断是何种类型
的超标(工作所需要的振荡信号谐波超标还是其它问题)以及可能的骚扰源;
再次,
结合电路分析,通过产品内部检查和近场探头探查,具体确定辐射骚扰源和主要的
辐射发射途径;
为确保入手正确,安排必要的排查测试作问题症结的进一步确认;
第
四步,综合分析结果,采取措施,进行整改;
如果超标严重(6dB
以上),必须从源头开始治理(超标12dB
以上时往往还要同时采取其他办法);
如果超标不严重(不超过6dB
),可以直接从较易处理的主要问题点(可能是骚扰源也可能是传播途径)开始着手;
第五步,验证整改效果;
第六步,效果不理想则返回检查,效果好则可以考虑方案简
化和综合验证,以找出最方便、经济的达标办法;
第七步,做个笔记,小结经验。
(三)整改方法案例讲解
这里详细介绍一款医疗产品Re
F整改的每一步骤,基于保密和篇幅原因,但凡可以不提的信息全部略去。
整改第一步,初步了解产品、了解辐射骚扰超标具体情况
案例产品为医疗电子设备,塑料外壳,有两对输出长线连接作为电极的金属棒,
电极用于连接人体不同部位,工作频率(10Hz
~1MHz
)可单一设定或程控交替变换。
客户称该产品八月份在美国做FDA
测试时Re
F,三个多月来一直努力改进,始终未获通过。
客户提供了此前每次整改前后的测试
情况,简述如下:
①第一次,水平和垂直测试曲线(August
17
First
Scan);
②第二次,线缆加铁氧体材料后改进不大;
③第三次用近场探头查找骚扰源;
④第四次把样机内外的线缆去除,没有负载状态时,测试曲线除了基底降低外
几乎无变化;
⑤第五次箱体、线缆屏蔽后测试,结果改进不大;
⑥第六次24MHz
和6MHz
晶体振荡器接0.33Pf
到地,电极和电源线上增加磁珠串接,测试结
果没有明显改进。
⑦第七次采取样品内部屏蔽、电极和电源线上增加磁珠串接,晶振接地等措施
,测试结果没有明显改进。
⑧第八次测试(Nov
09,
2005
Re
with
pads
removed
and
160
ohm
Resistors
connected),没有明显改进,Radiated
Emissions
30
MHz
-
1000
MHz
水平极化测试数据如下:
EN55011
Grp
1
Class
B
(Pk-HEN55011
(Pk-
Vertical
垂直极化测试数据略整改第二步,了解产品电路原理,判断超标类型和骚扰源
认真阅读说明书和电路图,可以把电路图示简化为如图1:
从客户所提供的以上信息,可以得到如下基本判断:
1、
产品辐射骚扰严重超标,最大超标28
dB(uV/m以上;
辐射骚扰超标由两部分叠加,其一为24
MHz在70
MHz~700
MHz的谐波,其二为120
MHz~300
MHz间的辐射群波骚扰;
为此需要对应两部分问题同时考虑整改措施。
2、
24
MHz~700
MHz的谐波超标非常严重(几乎高出基底群波30dB
),必须从源头开始治理。
3、
从客户提供的第四次(把样机内外的线缆尽量多去除,没有输出、没有负载状态的)
测试曲线结果看,线缆、输出线和负载是群波辐射骚扰的主要发射载体。
4、
从客户提供的每次整改后测试结果看,如下整改措施效果不佳:
箱体屏蔽、样品内部
屏蔽、线缆屏蔽,24Mhz
和6Mhz
到地或晶振外壳接地,样品改接地点等;
恰好从电路、结构看,这些措施本来就不是好办法。
整改第三步,结合电路分析,安排必要的排查验证测试,确认问题症结所在
结合第二步分析,可以非常清楚看出,该案例Re
涉及关键地方为:
24MHz
晶振电路、供电回路、地回路,24MHz
晶振信号传输线,5V/72V
DC/DC模块,DC/DC模块输入输出电路,外接电缆端口。
从电路图看,主要问题有:
晶振与振荡管之间未接入磁珠以吸收晶振振荡谐波,24MHz
晶振电路由5V
供电(一般3V
供电的多,5V
供电时24MHz
振荡幅度很可能会过大,能否降低一些?
),24MHz
晶振信号传输线和供电线未接入磁珠或安排任何EMI
抑制虑波电路,
DC/DC模块输入端没有任何EMI
抑制电路或器件安排,输出电路正负极之间只连接一个104电容。
一句话,完全缺乏
EMC
考虑。
估计电路排版也非常糟糕(该案例没有电路排版图、内部结构图),
超差才会这么严重。
拆开样品查看结构和电路排版,果不出所料,设计工程师没有E
MC
经验,不知道高频电流环路面积S
越大,
EMI辐射会越严重,电路排版随心所欲,毫无顾忌:
整体电路分布安排欠佳,致使24
晶振信号传输线和供电线排得很长,旁边也没有安排相伴地回线;
输出端口与实际
电路输出部位分别在两头且没有任何处置,正负极输出电缆分别连接人体不同部位
,几乎形成开放性天线;
大多数地线形成孤岛和尖锐边角。
局部电路排版(反面)如照
片1所示:
改进EMC
问题,如同诊治疾病,一定要先查清病灶。
以上根据电路和排版,作了一些初步分析
,为了验证客户提供信息的真实可参考,把骚扰源头摸透彻,以便下一步实施整改时
有的放矢,需安排必要的排查测试(一般产品120
MHz以上,水平测试较垂直测试骚扰超标会较严重;
本案例主要排查120
MHz以上骚扰时,只安排水平测试)。
排查测试一,样品未整改,正常状态下水平测试结果曲线如图Th1;
排查测试二,样品未整改,只有电源线、去除样机内外的输出线缆、没有负载状
态,测试结果曲线如图Th2;
以上测试非常重要。
说明客户信息真实,可确认前述分析结果:
①产品辐射骚扰超标非常严重,以至于只保留需要的电源线、去除样机内外的
输出线缆状态下,测试结果基本不受影响;
辐射骚扰超标由两部分叠加,其一为24
MHz间的基底群波辐射骚扰;
②24
MHz的谐波超标非常严重(几乎高出群波30dB
借助高频示波器或频谱分析仪加上近场探头寻找主要骚扰源,初步确认24MHz
晶振电路为70
~700
MHz的24
MHz谐波骚扰源头,5V/72V
DC/DC模块为基底群波辐射骚扰源头。
MHz谐波理论上也是6MHz
晶振谐波,
6MHz
晶振电路对70
MHz范围内的谐波有多大程度的贡献?
放大电路对于基底群波辐射骚扰多大程度
的贡献?
为了进一步确认,考虑安排如下几组排查测试:
排查测试三:
正常测试状态下,让24MHz
晶体开路,没有24MHz
振荡信号时水平/垂直测试,测试结果曲线如图Thv3:
(上面一条为水平测试结果)
排查测试四,正常测试状态下,断开放大电路72V
供电时水平测试,测试结果曲线与Th2相似,说明整个有用低频信号放大电路对辐射
骚扰贡献很小,可以不予考虑。
排查测试五,正常测试状态下,断开5V/72V
DC/DC模块的5V
输入,让5V/72V
DC/DC模块不工作(同时会影响低频信号放大电路也停止工作),天线水平极化,测
试结果曲线如图Th5,可以看出,由于没有了原来凸起来基底群波,整个辐射骚扰测
试曲线低了很多:
为进一步确认5V/72V
DC/DC模块的缺陷,把5V/72V
DC/DC模块取出,进行单独空载测试,即只给输入,输出端没有任何连接,测试结果
曲线如图:
水平Th6、垂直Tv7
基于DC/DC空载状态下,骚扰严重超出限值的情况,建议客户更换DC/DC模块
如能更换,将会大大简化整改措施,否则,这种DC/DC模块在电路中输入和输出都
未有抑制安排的情况下,免不了要加装或加焊常规共模和差模抑制器件,内部处理
不能完全消减骚扰至合格水平时外部电缆就免不了要加套磁环,即外部要采用带磁
环电缆,会引起费用增加和装配不规范等新的问题。
通过以上几步,问题非常明晰:
24MHz
MHz的24
MHz谐波骚扰源头,5V/72V
整改第四、第五步,综合分析结果,整改、验证
第一整改目标:
把24
MHz的谐波抑制到不高出群波3dB
(最大不高出群波5dB
);
采取措施降低24MHz
晶振信号幅度、消减24MHz
谐波信号。
具体整改措施:
(1)保证不影响样品正常工作,减小晶振幅度,实际IC1正常工作
电压2~6伏特,原5伏特供电调整为2.7伏特;
(2)利用合适的高频吸收器件,吸收晶
振谐波,
MHz晶振回路与IC
脚连接间串接102磁珠(100MHz
时阻抗1000欧姆。
磁珠选择原则为在希望起作用的频率范围内,如案例中70
MHz,阻抗大,等效电感小,电流限值足够,尺寸大小适合安装,选择原则下同);
(3)
在电源线、24
MHz时钟信号线两端串接磁珠,减小晶振谐波的耦合、沿长线传播引起强辐射,特
别避免晶振谐波不必要地从一个芯片传送至另一芯片被二次放大;
(4)地线完整性检
查及改进,使电源线、信号线环路面积最小(必要时可增加电源线、信号线的伴随地
线),消灭地线孤岛。
经过以上步骤,用频谱仪在同方位、同角度、同距离情况下比较
未经改进和已经改进的两个样品的24MHz
谐波信号大小,发现大有改进。
通过测试,证明效果很好。
第二整改目标:
把群波峰顶抑制到限值
6dB
以下(最好在限值10dB
以下);
降低DC/DC
模块导致的基底抬高、隆起。
整改具体措施:
(1)分别在5V/72V
DC/DC模块输入和输出端插入典型电源EMI
抑制电路,如图2;
(2)由于未更换电源模块,同时客户没有现成合适的抑制器件,加之安装不便利
,DC/DC模块输入和输出端拟插入的典型抑制电路只能“偷工减料”实施一半(如照
片2三个瓷片电容和两个差模线圈)。
由于内部处理不充分,外部电源线、两对输出电缆都要加套磁环或采用带磁环
电缆。
经过以上步骤,用频谱仪在同方位、同角度、同距
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