EMC_測(cè)試整改實(shí)用方法

1、PAGE:1EMI常用常用對(duì)對(duì)策方式及策方式及 EMI 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介南寧市躍龍科技有限南寧市躍龍科技有限公司公司 -質(zhì)量質(zhì)量部部PAGE:2EMC簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 EMC (Electro-Magnetic Compatibility) -裝置裝置 整組設(shè)備或系統(tǒng)整組設(shè)備或系統(tǒng),在其本身的電磁環(huán)境中能圓滿完成動(dòng)作在其本身的電磁環(huán)境中能圓滿完成動(dòng)作,同時(shí)不同時(shí)不 會(huì)讓其它在會(huì)讓其它在此此環(huán)境中的環(huán)境中的 設(shè)備承受難以忍受的電磁干擾設(shè)備承受難以忍受的電磁干擾. EMI (Electro-Magnetic Interference) -裝置整組設(shè)備或系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)自身產(chǎn)生的噪聲裝置整組設(shè)備或系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)自身產(chǎn)

2、生的噪聲. EMS (Electro-Magnetic Susceptibility) -裝置整組設(shè)備或系統(tǒng)在電磁擾的環(huán)境中承受其它噪聲干擾的能力裝置整組設(shè)備或系統(tǒng)在電磁擾的環(huán)境中承受其它噪聲干擾的能力. PAGE:3EMC簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介EMC(就是電磁兼容性就是電磁兼容性)簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單講就是：講就是： -電子電氣產(chǎn)品在操作時(shí)電子電氣產(chǎn)品在操作時(shí),本身會(huì)產(chǎn)生可能會(huì)干擾到其它產(chǎn)品操作本身會(huì)產(chǎn)生可能會(huì)干擾到其它產(chǎn)品操作 的電磁波的電磁波(EMI),同時(shí)同時(shí)其本身也其本身也會(huì)受到來(lái)自此環(huán)境中其它產(chǎn)品發(fā)出的會(huì)受到來(lái)自此環(huán)境中其它產(chǎn)品發(fā)出的 電磁干擾電磁干擾（EMS)。即是規(guī)范產(chǎn)品的電磁干擾波即是規(guī)范產(chǎn)品的電磁干

3、擾波,使其使其不會(huì)影響到其不會(huì)影響到其 它的產(chǎn)品運(yùn)作它的產(chǎn)品運(yùn)作,同時(shí)同時(shí)本身本身具備可以抵抗外界干擾的能力具備可以抵抗外界干擾的能力。PAGE:4EMC簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介EMC的構(gòu)成的構(gòu)成PAGE:5EMC簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介v造成造成EMC的三要素的三要素: A.干擾源干擾源: 自然的自然的 人為的人為的 B.干擾路徑干擾路徑:空間輻射空間輻射,傳導(dǎo)傳導(dǎo) 等等 C.受干擾設(shè)備受干擾設(shè)備:電視機(jī)電視機(jī) 收音機(jī)收音機(jī) 電話電話 飛機(jī)飛機(jī) 醫(yī)療設(shè)備醫(yī)療設(shè)備 等等 路徑路徑 干擾源干擾源被干擾設(shè)備被干擾設(shè)備PAGE:6EMC簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介v為何要求電磁兼容為何要求電磁兼容: 電子電氣產(chǎn)品之普及電子電氣產(chǎn)品之普及,已成為生活中

4、不可或缺的一部分已成為生活中不可或缺的一部分,伴隨著而來(lái)的伴隨著而來(lái)的 電磁干擾的影響很廣電磁干擾的影響很廣.小至電視畫面受影響小至電視畫面受影響,大至危害飛機(jī)安全等大至危害飛機(jī)安全等,甚至甚至 影響人體健康的可能影響人體健康的可能,有鑒于此許多國(guó)家都已要求產(chǎn)品需通過(guò)電磁兼容有鑒于此許多國(guó)家都已要求產(chǎn)品需通過(guò)電磁兼容 的測(cè)試才能進(jìn)入市場(chǎng)銷售的測(cè)試才能進(jìn)入市場(chǎng)銷售,同時(shí)有些國(guó)家也將電磁兼容技術(shù)作為壁壘限制進(jìn)同時(shí)有些國(guó)家也將電磁兼容技術(shù)作為壁壘限制進(jìn) 口產(chǎn)品口產(chǎn)品，迫使他迫使他國(guó)國(guó)通過(guò)提高成本等來(lái)降低對(duì)本國(guó)產(chǎn)品的沖擊通過(guò)提高成本等來(lái)降低對(duì)本國(guó)產(chǎn)品的沖擊v通常的指令通常的指令: 有歐盟的有歐盟的EM

5、C規(guī)范規(guī)范,通常產(chǎn)品標(biāo)示通常產(chǎn)品標(biāo)示CE以表明符合以表明符合EMC等歐盟指令才能等歐盟指令才能 輸入歐洲輸入歐洲,可以通過(guò)歐盟認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室或自我宣告方式進(jìn)行可以通過(guò)歐盟認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室或自我宣告方式進(jìn)行。美國(guó)美國(guó)的的FCC，凡凡 銷往美國(guó)的電子通訊產(chǎn)品皆銷往美國(guó)的電子通訊產(chǎn)品皆需需符合符合FCC所制定的相應(yīng)規(guī)范所制定的相應(yīng)規(guī)范 。 PAGE:7EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑v主要介紹三項(xiàng)和你們的產(chǎn)品相關(guān)的測(cè)試主要介紹三項(xiàng)和你們的產(chǎn)品相關(guān)的測(cè)試1.空間輻射空間輻射RadiationPAGE:8EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑PAGE:9EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑PAGE:1

6、0EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑EN55022/CISPR22Frequency(MHz) classA (dBuV)classB(dBuV)3023040(50)30(40)230100047(57)37(47)()內(nèi)為3m LIMIT,()外為10m LIMIT10m/3m LIMIT相差10dB,conversion limit is20log10/3=10.457 輻射限制輻射限制(for CE)FCC Part 15BFrequency(MHz)classB3088 4088216 43.5216960 469601000 54Radiated limit(for FCC)P

7、AGE:11EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑2.傳導(dǎo)傳導(dǎo)ConductionPAGE:12EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑PAGE:13EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑PAGE:14EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑頻頻 率率classA(dBuV)classB(dBuV)(MHz) QP AVG QP AVG0.150.5 79 6656 6656 56460.55.0 73 60 56 465.030 73 60 60 501.classA為商業(yè)工業(yè)使用環(huán)境;2.classB為住家使用環(huán)境Conducted limit(for CE)PAGE:15EMI的發(fā)生和傳播路

8、徑的發(fā)生和傳播路徑3.ESD靜電靜電PAGE:16EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑3.ESD靜電靜電PAGE:17EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑v EMC對(duì)策工作的目的對(duì)策工作的目的: 將將EUT本身產(chǎn)生的干擾降低本身產(chǎn)生的干擾降低,符合標(biāo)準(zhǔn)要求符合標(biāo)準(zhǔn)要求,同時(shí)同時(shí)EUT本身抗干擾本身抗干擾能力能力提高提高，同樣滿足要求。，同樣滿足要求。 1.EMI的產(chǎn)生原理: 電場(chǎng)和磁場(chǎng)伴隨著電壓和電流作用而產(chǎn)生的,主要是單位時(shí)間內(nèi)電壓電流的變化率dI/dt dv/dt影響,如果dI/dt dv/dt越高相應(yīng)產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾就越強(qiáng). 2.EMI的輻射傳播路徑: 噪聲是以電波的特性，電場(chǎng)和

9、磁場(chǎng)的方式來(lái)傳播PAGE:18EMI的發(fā)生和傳播路徑的發(fā)生和傳播路徑PAGE:19EMI對(duì)策原理對(duì)策原理1. EMI形成原因形成原因源頭 :Clock (square wave)的上升沿或下降沿瞬間變化產(chǎn)生的干擾,還有 high frequency signal line. 路徑 : 通過(guò)空間及干擾強(qiáng)度大的線.感應(yīng)天線 : 干擾的天線.主要由PCB板上的Trace,連接線,外接線. PAGE:20EMI對(duì)策原理對(duì)策原理2. EMI對(duì)策思路對(duì)策思路 (1) 從根源入手,從源頭上將輻射能量降低 例如:時(shí)鐘crystal引角串入電阻,clock在線串入磁珠電阻等 (2) 破壞或改變輻射干擾的路徑 減

10、少耦合機(jī)制,通常當(dāng)trace 為干擾信號(hào)頻率的/4時(shí)干擾最強(qiáng),可以改 動(dòng)走線或加強(qiáng)濾波 (3) 輻射機(jī)制的破壞: 減少縫隙,加強(qiáng)濾波,改變線的位置PAGE:21EMI對(duì)策原理對(duì)策原理3. EMI對(duì)策的診斷方式對(duì)策的診斷方式 對(duì)于一臺(tái)EUT,首先我們按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法進(jìn)行EMI輻射干擾確認(rèn),找到測(cè)試Fail的頻率點(diǎn),然后從EUT實(shí)際特點(diǎn)判斷,輻射天線的影響,路徑的影響及Source的影響,然后再根據(jù)各種因素產(chǎn)生的影響采取相應(yīng)的措施.以輻射為例介紹在Chamber內(nèi)的初步診斷: 一. 找到最大輻射方向 二. 移除外圍的信號(hào)線 三.EUT本身電源線輻射干擾的判斷 四. 檢查EUT金屬外殼螺絲有無(wú)擰緊

11、,接插口的接地是否良好. 五.內(nèi)部可移除接插線的判斷,除電源線外,其它可移除的線移除,不可移除 的加core判斷 PAGE:22EMI對(duì)策原理對(duì)策原理上述工作完成之后EUT Fail的頻點(diǎn)仍然很高需要查找其根源進(jìn)行細(xì)步診斷.（利用頻譜分析儀及電場(chǎng)磁場(chǎng)探棒） 一.以磁場(chǎng)探棒探測(cè)電路板上各主要部分組件噪聲干擾的強(qiáng)度比較找到高點(diǎn). 二.以電場(chǎng)探棒或探針探測(cè)一步中主要部分的元器件引腳連接器比較找到高點(diǎn). 上述找到干擾的源頭與傳播路徑,相關(guān)天線根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)的對(duì)策處理PAGE:23EMI對(duì)策原理對(duì)策原理4. EMI對(duì)策的處理方式對(duì)策的處理方式 (1) 機(jī)器外部構(gòu)造的屏蔽處理 (切斷干擾的傳播路徑使

12、干擾消耗) (2) 機(jī)器外部的電源線信號(hào)線處理 (因?yàn)橛行╊l率干擾特別是30-300MHZ之間的干擾是通過(guò)接插線二次傳遞 干擾,再到輻射到空間) (3) 機(jī)器內(nèi)部的電源線信號(hào)線處理 (線材剪短,線材纏繞,線材遠(yuǎn)離干擾) (4) 元器件擺設(shè)及走線對(duì)器件的位置及內(nèi)部走線控制 (5) 機(jī)器內(nèi)部振蕩線路 (6)元器件選用 (選擇各種性能參數(shù)與干擾類似的相關(guān)的特殊的元器件)PAGE:24EMI對(duì)策原理對(duì)策原理 在在處理處理EMI問(wèn)題時(shí)對(duì)策修改方法往往不只是一種問(wèn)題時(shí)對(duì)策修改方法往往不只是一種，可以，可以針對(duì)產(chǎn)品的針對(duì)產(chǎn)品的實(shí)實(shí)際情況際情況,選擇量產(chǎn)時(shí)可實(shí)施選擇量產(chǎn)時(shí)可實(shí)施較好，較好，成本成本較較低的方式

13、低的方式。5. EMI常用的對(duì)策處理方法常用的對(duì)策處理方法 (1). 屏蔽:外部采用金屬外殼或PCB上主振蕩放大部分主IC SDRAM加屏蔽罩 塑料外殼內(nèi)部噴涂導(dǎo)電漆或采用電鍍外殼. (2).接地: 加粗PCB板上的地線增大PCB板與金屬外殼的接地面積干擾較大主IC背面地可用導(dǎo)電泡棉或金屬?gòu)椘苯咏拥貙⒏蓴_直接導(dǎo)入入地改變接地點(diǎn),改變干擾路徑,縮小回路面積.PAGE:25EMI對(duì)策原理對(duì)策原理5. EMI常用的對(duì)策處理方法常用的對(duì)策處理方法(續(xù)續(xù)) (3). 濾波: a.加電阻: 30-50在Clock, data line, I/O port和其它含有噪聲的電路. b.加電容: 10-100

14、P在Clock, power,data Line, I/O port及其它針對(duì)所想 抑制含有噪聲的電路. c.加電感:power, K/B,data line Clock. d.加bead: power Clock data line I/O port. e.加core:機(jī)器內(nèi)部及外部電纜在線,電源在線. f. Common Choke:USB2.0, DC Power, AC Power. g. LC或RC濾波:Clock,data line, I/O port, Power. h.型濾波:DC power的輸入端或IC的power輸入端. I. T型濾波: 噪聲較大的Clock, data

15、 line, I/O port, DC power及其他電路. 上述對(duì)策方式使用后的位置及大小需經(jīng)過(guò)多次的測(cè)試來(lái)決定較佳的值PAGE:26EMI對(duì)策原理對(duì)策原理濾波圖PAGE:27EMI對(duì)策原理對(duì)策原理6.Reconfirm工作工作在許多EMI對(duì)策上我們會(huì)面臨Golden Sample可符合爾量產(chǎn)卻無(wú)法符合的困擾,會(huì)有這種現(xiàn)象最主要的是沒(méi)有逐一確認(rèn)所下的對(duì)策是否有效,找reconfirm的工作量很重要的步驟如下: 一.將所加的對(duì)策修改逐一取下看噪聲是否升高 二.再將對(duì)策逐一加下看噪聲是否降低 三.將所有對(duì)策加到另一臺(tái)相同sample上看是否符合 經(jīng)過(guò)反復(fù)確認(rèn)可以確保量產(chǎn)的穩(wěn)定,同時(shí)對(duì)各對(duì)策的細(xì)

16、節(jié)加以確定PAGE:28EMI Conduction對(duì)策方法對(duì)策方法主要針對(duì)主要針對(duì)adaptor電源部分電源部分(0.15MHz30MHz)X電容電容Y電容電容Differential chokevX電容作用電容作用:抑制抑制differential mode choke ,電容值越大對(duì)低頻效果越佳電容值越大對(duì)低頻效果越佳vDifferential:電感抑制電感抑制differential mode噪聲噪聲,感值越大對(duì)低頻效果越佳感值越大對(duì)低頻效果越佳vY電容電容:抑制抑制common mode噪聲電容值越大對(duì)低頻效果越佳噪聲電容值越大對(duì)低頻效果越佳,在安規(guī)方面在安規(guī)方面 有漏電流限制有漏電

17、流限制, 不可超過(guò)不可超過(guò)472vCommon電感電感:抑制抑制common mode噪聲噪聲,感值越大低頻噪聲效果越佳感值越大低頻噪聲效果越佳 這四種組件相互搭配這四種組件相互搭配,調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù),調(diào)整位置調(diào)整位置,同時(shí)達(dá)到對(duì)噪聲良好的抑制效果同時(shí)達(dá)到對(duì)噪聲良好的抑制效果Common chokePAGE:29ESD的對(duì)策方法的對(duì)策方法1. 結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整,減少外殼的孔縫減少外殼的孔縫,部分電鍍位置確定部分電鍍位置確定 ,遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離敏感電路敏感電路.2.電路中電路中重要電源線信號(hào)線對(duì)地加電容及重要電源線信號(hào)線對(duì)地加電容及Varistor.3. PCB板上地處理板上地處理,利用阻抗

18、較低的地網(wǎng)絡(luò)將能量消耗掉利用阻抗較低的地網(wǎng)絡(luò)將能量消耗掉, 避免進(jìn)入敏感電路避免進(jìn)入敏感電路.4。主。主IC附近的電源，信號(hào)線處理。附近的電源，信號(hào)線處理。5。較長(zhǎng)信號(hào)線上加。較長(zhǎng)信號(hào)線上加CORE。 PAGE:30EMI對(duì)策原理對(duì)策原理 EMI的設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)無(wú)論在時(shí)間上還是在成本花費(fèi)上都很重要.PAGE:31EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)v 整體結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì) (1) 機(jī)器外殼屏蔽處理 a. Metal:開(kāi)孔方式以不規(guī)則及小圓孔的原則,避免長(zhǎng)縫隙，接縫處要充分密合滴水不漏,密不透風(fēng),絕緣漆不要噴到機(jī)殼內(nèi)表面，螺絲接觸處。 b. Plastic:噴導(dǎo)電漆在內(nèi)殼，接縫處上下蓋接觸面積加大，接觸

19、良好。 (2) 機(jī)器內(nèi)部電源線和信號(hào)線處理 a. short b.core(for below300MHZ noise) c.shielding(for above 300MHZ noise) (3)機(jī)器外部電源線和信號(hào)線處理 a. short b.core(for below300MHZ noise) c.shielding(for above 300MHZ noise)PAGE:32PCB板上設(shè)計(jì)板上設(shè)計(jì) (1) PCB板上組件的擺設(shè)布置 I/O口應(yīng)遠(yuǎn)離 主IC, SDRAM及較高頻率的晶振，相互作用的組件盡量放一起, 維持最短路徑擺放;晶振電路盡量靠近其主IC;PCB板各端口的插接線避免

20、交叉跨越電路主板,避免 交互干擾，相互耦合。 (2)Ground處理,Analog與Digital安排分開(kāi) CPU處地與其它地切割開(kāi)串入濾波，使高噪聲區(qū)隔離,（如地面積很大不用切割）I/O端口地適當(dāng)切割，為低頻噪聲提供Bypass干擾地，I/O connector地與金屬機(jī)殼密合,Main board利用螺絲孔使內(nèi)層Ground和金屬機(jī)殼連接.地層盡量布大,消除懸空地,增多接地過(guò)孔。 EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PAGE:33EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(3)濾波設(shè)計(jì) Source處理:Bypass capacitor(20P-100P) Bead(500) Resistor(22-47) I/O Port處理:Bypa

21、ss(20P-100P) Bead(阻抗500)Resistor(2247) VCC/Ground處理:Bypass capacitor(可根據(jù)干擾情況加大?。?and Bead（注意DC阻抗不能太大）(4)布線先后順序控制原則 從EMI角度來(lái)講，先布重要的信號(hào)線如高電流變化率di/dt的信號(hào)線,大功率方波振蕩器,時(shí)鐘等高頻線,再布其它低頻線,電源線,地線。目的減少它們的長(zhǎng)度. PAGE:34EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(5)環(huán)路最小原則 信號(hào)線,電源線和他們回路組成面積越小越好可以布地線跟隨信號(hào)線,電 源線一起并盡量靠近.PAGE:35EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) (6)走線控制 兩層板上下信號(hào)線避免平行,選擇正交,減

22、少差模共模干擾信號(hào)線盡量短,多 余線頭去掉走線單線避免環(huán)路線長(zhǎng)不要接近信號(hào)線內(nèi)信號(hào)頻率半波長(zhǎng)的整數(shù)倍線轉(zhuǎn)彎45度角,跡線寬度不要突變,避免阻抗不匹配引起反射。同時(shí)導(dǎo)線不要然拐彎. (7) IC電源處理 IC電源就近加電容對(duì)地,路徑不同處增多對(duì)地電容容值大小0.1uF100PF,重 要干擾電源與其它電源加Bead隔離;避免形成過(guò)多的環(huán)形通路。 (8)電路板上預(yù)留位 在主板重要干擾線預(yù)留電阻電容位I/O口,電源,地,預(yù)留電阻,電感,電容位 可先用0歐姆電阻，或空位.PAGE:36EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PAGE:37EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PAGE:38EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PAGE:39EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(9) 信號(hào)排插線及通常信號(hào)線設(shè)計(jì)。（主要為PCB到LCD的排線）PAGE:40EMI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(10)地線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 地線