電磁兼容技術(shù)-電磁干擾案例分析PPT課件

EMCFieldAnalysis RarkiiLiu 2013 6Email LiuXW Agenda 電磁干擾基本理論 計(jì)量單位 上圖中已經(jīng)知道P P0電壓比值 V V0 dB為單位 應(yīng)該怎么表示 假使已經(jīng)測(cè)得P 100dBm 那么它所對(duì)應(yīng)的電壓V dBuV dB 電壓比值 dB 功率比值 電壓相關(guān)60dBuV 1000uV 1mV120dBuV 1000000uV 1V126dBuV 2000000uV 2V180dBuV 1000V 1KV 功率相關(guān)0Bm 1mW 0 001W4dBm 2 5mW 0 0025W20dBm 100mW 0 1W30dBm 1000mW 1W33dBm 2000mW 2W dBuV與dBm如何相互轉(zhuǎn)換 首先我們要假設(shè)基準(zhǔn)的阻抗 例如測(cè)試儀器一般為50歐姆 這樣 P與U的關(guān)系就建立起來(lái)了 P U2 R 最后得出 0dBm107dBuV1dBm108dBuV30dBm138dBuV 計(jì)量單位 RLC串聯(lián)諧振電路 當(dāng)時(shí) 即 時(shí) 電壓u t 與電流i t 相位相同 電路發(fā)生諧振 式中為電路的固有諧振頻率 電路諧振時(shí)的電流為 電路諧振時(shí)的電壓為 其中 Q為串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù) 其數(shù)值等于諧振時(shí)感抗或容抗與電阻之比 互感 PCB信號(hào)回路耦合 變壓器初次級(jí)耦合 互容 PCB信號(hào)走線(xiàn)耦合 器件與線(xiàn)纜耦合 公共阻抗 混合接地用來(lái)干什么 為什么 電路閾值 輸出 1 輸出 0 輸入 1 輸入 0 Vi ViH ViL 0V Vo VoL VoH Vcc 0V Vcc 靜態(tài)噪聲容限 1 靜態(tài)噪聲容限 0 器件的邏輯電平參數(shù) 3 3V供電時(shí)的LVCMOS器件 5VTTL器件 5VCMOS 3 3VTTL器件 2 5VTTL器件 2 5V供電時(shí)的LVCMOS器件 ECL 電磁干擾三要素 干擾源 電感 變壓器 芯片 發(fā)射天線(xiàn) 電容 浮件 晶振 發(fā)射天線(xiàn) 耦合途徑 敏感體 電磁干擾防護(hù)原理 屏蔽 接地分地 濾波 電磁干擾案例分析 問(wèn)題描述 S80工程樣機(jī)在USB通訊時(shí) 使用對(duì)講機(jī)對(duì)其干擾 USB通訊立刻失敗 問(wèn)題分析 S80使用的MINIUSB轉(zhuǎn)USB線(xiàn)纜的兩端USB外殼并沒(méi)有相連 因此信號(hào)的GND環(huán)路過(guò)大 且環(huán)路對(duì)外暴露程度很大 對(duì)干擾的接收效率很高 最后導(dǎo)致了USB通訊失敗 使用其他三種MINIUSB轉(zhuǎn)USB線(xiàn)纜都不會(huì)造成通訊失敗 因此是USB轉(zhuǎn)接線(xiàn)本身的質(zhì)量問(wèn)題 風(fēng)險(xiǎn)分析 客戶(hù)在使用USB通訊下載應(yīng)用發(fā)生故障需滿(mǎn)足兩個(gè)條件 一是使用劣質(zhì)轉(zhuǎn)接線(xiàn) 二是有對(duì)講機(jī)對(duì)其干擾 這種概率非常小 即使有 也是可以接受的 因?yàn)槌绦蛞苍S幾年才下載一次 不是安全觸發(fā)或硬件損傷的重大缺陷 因此該缺陷可以不用處理 案例一 屏蔽層 MINIUSB S80 U盤(pán) USB外殼與屏蔽層的搭接 線(xiàn)纜雙絞 屏蔽 接地 緊密程度 問(wèn)題描述 D210在待機(jī)的時(shí)候 磁頭出現(xiàn)刷卡錯(cuò)誤 其出線(xiàn)概率為較小 有時(shí)候幾分鐘 有時(shí)候一兩小時(shí) 問(wèn)題分析 待機(jī)模式中磁頭檢測(cè)是打開(kāi)的 D210使用的是兆訊方案的磁頭 使用之前IDTECH的磁頭不會(huì)出現(xiàn)刷卡錯(cuò)誤 新磁頭方案抗擾性比較差 IDTECH采用三對(duì)差分信號(hào)輸入 而兆訊采用三根單端信號(hào)輸入 抗干擾性能較差 從敏感體來(lái)改善 將單端信號(hào)的閾值增大 但同時(shí)也造成了兼容性問(wèn)題 濾除了噪聲的同時(shí)也同時(shí)造成了較微弱信號(hào)無(wú)法識(shí)別 從源頭來(lái)改善 發(fā)現(xiàn)是7 4V充電時(shí)造成 將7 4V走線(xiàn)移向遠(yuǎn)離磁頭的PCB內(nèi)部 問(wèn)題得到圓滿(mǎn)解決 風(fēng)險(xiǎn)分析 此問(wèn)題屬于內(nèi)部干擾 且充電狀態(tài)和磁頭待機(jī)會(huì)同時(shí)存在 因此需要重點(diǎn)解決 通過(guò)上述分析 有以下方案 將7 4V電源走線(xiàn)走到PCB中央 并走在內(nèi)層 并在兩側(cè)打地孔 案例二 磁頭 充電芯片 7 4V 兆訊方案 IDTECH方案 效率 環(huán)路 能量傳遞 D210接口板 問(wèn)題描述客戶(hù)在使用過(guò)程中 S90經(jīng)常發(fā)生多臺(tái)機(jī)器安全觸發(fā) 問(wèn)題分析經(jīng)過(guò)對(duì)客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)的模擬分析 進(jìn)行了靜電與對(duì)講機(jī)干擾兩種實(shí)驗(yàn) 最終確定為對(duì)講機(jī)干擾所致 對(duì)講機(jī)的干擾頻率為400MHz 通過(guò)在MESH上加100pF電容 可以解決問(wèn)題 另外也可通過(guò)將MESH墻上增加鋪銅減少M(fèi)ESH對(duì)對(duì)講機(jī)干擾接收效率也可以解決問(wèn)題 風(fēng)險(xiǎn)分析在支付行業(yè)中 客戶(hù)使用對(duì)講機(jī)是經(jīng)常性的 因此此問(wèn)題需要針對(duì)庫(kù)存及新生產(chǎn)的機(jī)器導(dǎo)入抗干擾措施 案例三 案例四 問(wèn)題描述 客戶(hù)在使用過(guò)程中 S90在使用某些卡片時(shí)候磁頭無(wú)反應(yīng)或者報(bào)錯(cuò) 問(wèn)題分析 經(jīng)過(guò)仔細(xì)對(duì)比分析 找到問(wèn)題原因如下 異常的卡片 有問(wèn)題批次的CPU再加上環(huán)境濕度低的情況下出現(xiàn)的ESD現(xiàn)象 只有這三原因加一起 才會(huì)復(fù)現(xiàn)出故障現(xiàn)象 一些措施 軟件方面 監(jiān)控磁頭的中斷響應(yīng) 但不能從根本上解決問(wèn)題 硬件方面 風(fēng)險(xiǎn)分析 干燥的環(huán)境經(jīng)常存在 概率很大 因此需要針對(duì)庫(kù)存 返修 新生產(chǎn)的機(jī)器進(jìn)行導(dǎo)入 材料本身的起電性能接觸的緊密程度 壓力摩擦的速度環(huán)境溫度環(huán)境濕度 耦合程度 線(xiàn)纜剪短 雙絞 改變材質(zhì) 減少摩擦起電 1 2 案例五 問(wèn)題描述SP30巴西認(rèn)證摸底測(cè)試中 非接讀卡測(cè)試中 RE輻射超標(biāo)了10dB 問(wèn)題分析在靜態(tài)測(cè)試中 并沒(méi)有超標(biāo)的頻點(diǎn)與頻段 而SP30輻射超標(biāo)的頻點(diǎn)與頻段 基本都是13 56MHz的倍頻與非接讀卡使用的5V電源所致 首先 在SP30上裝一個(gè)磁扣 可以降低6dB左右 多扣幾個(gè)基本可以將輻射壓到限值以下 但對(duì)于認(rèn)證來(lái)說(shuō) 顯然不現(xiàn)實(shí) 實(shí)驗(yàn)室不會(huì)認(rèn)可 外表更不美觀 最后 從路徑上去解決問(wèn)題不現(xiàn)實(shí) 我們必須找到內(nèi)部的干擾源頭 通過(guò)仔細(xì)分析 發(fā)現(xiàn)了是兩個(gè)地方影響了測(cè)試結(jié)果 一個(gè)是非接芯片貼在LCD線(xiàn)纜上面 一個(gè)是非接電感貼著SP30的出