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?yàn)槭裁串a(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(duì)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(jì)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(hào)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(chǎng)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(shí) 現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計(jì)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(hào)傳輸

5、，有很 強(qiáng)的錯(cuò)誤檢測(cè)能力，通信距離遠(yuǎn)，因此被用到一些特殊的場(chǎng)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(shí)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(chǎng)合(比如智能傳感器和制動(dòng)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(hào)總線和一個(gè)無(wú)固定時(shí)間基準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)同步時(shí)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(huì)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(gè)組件狀態(tài)的通 信。例如管理員可對(duì)各個(gè)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(shí)監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個(gè)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(wú) 源雙向網(wǎng)絡(luò)，是一種對(duì)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(duì)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(gè)特定頻率的電源信號(hào)，或 消除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。利用電源濾波器的這個(gè)特性，可以將通過電源 濾波器后的一個(gè)方波群或復(fù)合噪波，變成一個(gè)特定頻率的正弦波。電纜諧振及振鈴是因?yàn)槭裁串a(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(tái)、天線升降塔、電波暗室內(nèi)的被測(cè)物、測(cè)試設(shè)備及附件、 電波暗室內(nèi)部的照明系統(tǒng)等各個(gè)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(duì)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(gè)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?？晒┻x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(shí)磁環(huán)，它是電子電路中 常用的抗干擾元件，對(duì)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(shí)阻抗很小 當(dāng)信號(hào)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(hào)很好的通過，又能 很好的抑制高頻干擾信號(hào)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(huì)由于介質(zhì)不同，波的能量會(huì)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(jì)算首先，DB是一個(gè)純計(jì)數(shù)單位：dB = 101ogX。dB的意義其實(shí)再簡(jiǎn)單不過了， 就是把一個(gè)很大（后面跟一長(zhǎng)串0的）或者很?。ㄇ懊嬗幸婚L(zhǎng)串0的）的數(shù)比較 簡(jiǎn)短地表示出來。如：X = 1000000000000000

11、（多少個(gè)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(jì)。當(dāng)然某些情況下可以用信 號(hào)強(qiáng)度(Amplitude)來描述功和功率，這時(shí)候就用201og為計(jì)。不管是控制領(lǐng) 域還是信號(hào)處理領(lǐng)域都是這樣。比如有時(shí)候大家可以看到dBmV的表達(dá)。在dB， dBm計(jì)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(gè)dBm 減另外一個(gè)dBm時(shí)，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(shí)際上是兩個(gè)功率相除，信號(hào)功率和噪聲功率相除就是信噪比(SNR)。dBm加dBm實(shí)際上是兩個(gè)功率相乘，這個(gè)已經(jīng)不多見(我只知道在 功率譜卷積計(jì)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(gè)工程領(lǐng)域玩這個(gè)。dB是

13、功率增益的單位，表示一個(gè)相對(duì)值。當(dāng)計(jì)算A的功率相比于B大或小多少 個(gè)dB時(shí)，可按公式l0 lg A/B計(jì)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(gè)表示功率絕對(duì)值的單位，計(jì)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(duì)于 40W 的功率，則 10 lg(40W/1mW

14、)=46dBm。帶寬(通頻帶BW)通頻帶BW的測(cè)量方法：是通過測(cè)量放大器的諧振曲線來求通頻帶。測(cè)量 方法可以是掃頻法，也可以是逐點(diǎn)法。逐點(diǎn)法的測(cè)量步驟是：先調(diào)諧放大器的諧 振回路使其諧振,記下此時(shí)的諧振頻率f0及電壓放大倍數(shù)AV0然后改變高頻信號(hào) 發(fā)生器的頻率(保持其輸出電壓VS不變)，并測(cè)出對(duì)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。可得： 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(shí) 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(hào)，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(chǎng)干擾。因?yàn)槠囀堑碗?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(huì)產(chǎn)生比較大的磁場(chǎng)，對(duì)其他的設(shè)備造成干擾。接收機(jī)+跟蹤信號(hào)發(fā)生器的作用？其實(shí)頻譜分析儀加一個(gè)跟蹤信號(hào)源主要是目的是使頻譜分儀可以變成一臺(tái) 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(hào)發(fā)生器，一種與頻譜分析儀的接收頻率同步的信號(hào)發(fā)生器。 使用跟蹤發(fā)生器可以測(cè)量被測(cè)設(shè)備的反射和

16、發(fā)射特性，確定被測(cè)的無(wú)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(cè)量得到的騷擾信號(hào)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(hào)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(chǎng)探頭近場(chǎng)探頭用于配合頻譜分析儀查找干擾源。近場(chǎng)探頭的種類及主要特點(diǎn)電磁場(chǎng)是由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。在近場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同存在，其強(qiáng)度不構(gòu)成 固定關(guān)系。以電場(chǎng)為主還是磁場(chǎng)為主，主要是由發(fā)射源的類型決定的。簡(jiǎn)而言之， 在高電壓，低電流的區(qū)域，電場(chǎng)大于磁場(chǎng)。高電流，低電壓的區(qū)域，磁場(chǎng)大于電 場(chǎng)。同時(shí)在主要的EMI測(cè)試頻段，磁場(chǎng)隨著距離的變化要快于電場(chǎng)。因?yàn)榇艌?chǎng)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(hào)線纜。最常見的磁場(chǎng)探頭多為環(huán)狀，當(dāng)磁場(chǎng)傳播線和探 頭環(huán)面垂直的時(shí)候，測(cè)量數(shù)值最大。所以在測(cè)量過程中，工程師一般需要旋轉(zhuǎn)探 頭的方向來測(cè)量到最大的磁場(chǎng)數(shù)值，同時(shí)避免遺漏重要的發(fā)射源。電場(chǎng)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(jiǎn)單的電場(chǎng)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(jiǎn)單的電場(chǎng)探頭進(jìn)行使用。在沒有屏 蔽設(shè)備的