電磁兼容技術-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 計量單位 上圖中已經(jīng)知道P P0電壓比值 V V0 dB為單位 應該怎么表示 假使已經(jīng)測得P 100dBm 那么它所對應的電壓V dBuV dB 電壓比值 dB 功率比值 電壓相關60dBuV 1000uV 1mV120dBuV 1000000uV 1V126dBuV 2000000uV 2V180dBuV 1000V 1KV 功率相關0Bm 1mW 0 001W4dBm 2 5mW 0 0025W20dBm 100mW 0 1W30dBm 1000mW 1W33dBm 2000mW 2W dBuV與dBm如何相互轉換 首先我們要假設基準的阻抗 例如測試儀器一般為50歐姆 這樣 P與U的關系就建立起來了 P U2 R 最后得出 0dBm107dBuV1dBm108dBuV30dBm138dBuV 計量單位 RLC串聯(lián)諧振電路 當時 即 時 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 電路諧振時的電流為 電路諧振時的電壓為 其中 Q為串聯(lián)諧振電路的品質因數(shù) 其數(shù)值等于諧振時感抗或容抗與電阻之比 互感 PCB信號回路耦合 變壓器初次級耦合 互容 PCB信號走線耦合 器件與線纜耦合 公共阻抗 混合接地用來干什么 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供電時的LVCMOS器件 5VTTL器件 5VCMOS 3 3VTTL器件 2 5VTTL器件 2 5V供電時的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 電容 浮件 晶振 發(fā)射天線 耦合途徑 敏感體 電磁干擾防護原理 屏蔽 接地分地 濾波 電磁干擾案例分析 問題描述 S80工程樣機在USB通訊時 使用對講機對其干擾 USB通訊立刻失敗 問題分析 S80使用的MINIUSB轉USB線纜的兩端USB外殼并沒有相連 因此信號的GND環(huán)路過大 且環(huán)路對外暴露程度很大 對干擾的接收效率很高 最后導致了USB通訊失敗 使用其他三種MINIUSB轉USB線纜都不會造成通訊失敗 因此是USB轉接線本身的質量問題 風險分析 客戶在使用USB通訊下載應用發(fā)生故障需滿足兩個條件 一是使用劣質轉接線 二是有對講機對其干擾 這種概率非常小 即使有 也是可以接受的 因為程序也許幾年才下載一次 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 USB外殼與屏蔽層的搭接 線纜雙絞 屏蔽 接地 緊密程度 問題描述 D210在待機的時候 磁頭出現(xiàn)刷卡錯誤 其出線概率為較小 有時候幾分鐘 有時候一兩小時 問題分析 待機模式中磁頭檢測是打開的 D210使用的是兆訊方案的磁頭 使用之前IDTECH的磁頭不會出現(xiàn)刷卡錯誤 新磁頭方案抗擾性比較差 IDTECH采用三對差分信號輸入 而兆訊采用三根單端信號輸入 抗干擾性能較差 從敏感體來改善 將單端信號的閾值增大 但同時也造成了兼容性問題 濾除了噪聲的同時也同時造成了較微弱信號無法識別 從源頭來改善 發(fā)現(xiàn)是7 4V充電時造成 將7 4V走線移向遠離磁頭的PCB內(nèi)部 問題得到圓滿解決 風險分析 此問題屬于內(nèi)部干擾 且充電狀態(tài)和磁頭待機會同時存在 因此需要重點解決 通過上述分析 有以下方案 將7 4V電源走線走到PCB中央 并走在內(nèi)層 并在兩側打地孔 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 問題描述客戶在使用過程中 S90經(jīng)常發(fā)生多臺機器安全觸發(fā) 問題分析經(jīng)過對客戶現(xiàn)場的模擬分析 進行了靜電與對講機干擾兩種實驗 最終確定為對講機干擾所致 對講機的干擾頻率為400MHz 通過在MESH上加100pF電容 可以解決問題 另外也可通過將MESH墻上增加鋪銅減少MESH對對講機干擾接收效率也可以解決問題 風險分析在支付行業(yè)中 客戶使用對講機是經(jīng)常性的 因此此問題需要針對庫存及新生產(chǎn)的機器導入抗干擾措施 案例三 案例四 問題描述 客戶在使用過程中 S90在使用某些卡片時候磁頭無反應或者報錯 問題分析 經(jīng)過仔細對比分析 找到問題原因如下 異常的卡片 有問題批次的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 才會復現(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 但不能從根本上解決問題 硬件方面 風險分析 干燥的環(huán)境經(jīng)常存在 概率很大 因此需要針對庫存 返修 新生產(chǎn)的機器進行導入 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 線纜剪短 雙絞 改變材質 減少摩擦起電 1 2 案例五 問題描述SP30巴西認證摸底測試中 非接讀卡測試中 RE輻射超標了10dB 問題分析在靜態(tài)測試中 并沒有超標的頻點與頻段 而SP30輻射超標的頻點與頻段 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上裝一個磁扣 可以降低6dB左右 多扣幾個基本可以將輻射壓到限值以下 但對于認證來說 顯然不現(xiàn)實 實驗室不會認可 外表更不美觀 最后 從路徑上去解決問題不現(xiàn)實 我們必須找到內(nèi)部的干擾源頭 通過仔細分析 發(fā)現(xiàn)了是兩個地方影響了測試結果 一個是非接芯片貼在LCD線纜上面 一個是非接電感貼著SP30的出