實(shí)例一、雷達(dá)設(shè)備
在數(shù)字電路密集，功能復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)情況下，電路產(chǎn)生的干擾在所難免，同時(shí)數(shù)字電路又容易受到外界的干擾。所以有必要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)考慮電磁兼容性，以便在設(shè)計(jì)初期采取相應(yīng)措施來(lái)降低干擾源的能量。下面就雷達(dá)某設(shè)備(見(jiàn)圖1)在設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的實(shí)例問(wèn)題作個(gè)介紹。
該雷達(dá)某設(shè)備機(jī)箱在進(jìn)行GJB-151A RE102初測(cè)時(shí)的曲線(xiàn)如圖2所示。
可以看出設(shè)備在30MHz、60MHz—90MHz時(shí)大部分頻段超標(biāo)。為了能盡快找出超標(biāo)的原因我們可以用頻譜分析儀找到他們泄露的位置。
由于設(shè)備已經(jīng)是定型的結(jié)構(gòu)和電路,因此不能更改他的結(jié)構(gòu)和電路。只能在原有結(jié)構(gòu)和電路的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。
眾所周知，通常機(jī)箱結(jié)構(gòu)對(duì)輻射發(fā)射有影響。機(jī)箱內(nèi)的元器件、集成塊、印刷電路板的走線(xiàn)、以及有信號(hào)電流經(jīng)過(guò)的地方都可能向周?chē)臻g輻射電磁能量，頻率越高就越容易產(chǎn)生電磁輻射。如果采用非屏蔽機(jī)箱，則這些電磁能量就會(huì)輻射到機(jī)箱外部。如果采用金屬機(jī)箱，或在非金屬機(jī)箱內(nèi)噴涂一層金屬作為屏蔽層，則電磁能量就有可能被限制在機(jī)箱內(nèi)
圖1 雷達(dá)某設(shè)備在加固前的GJB151A RE102測(cè)試曲線(xiàn)
圖2 雷達(dá)某設(shè)備的實(shí)物照片
1. 采取機(jī)箱加固措施
為判別設(shè)備的輻射干擾是否主要由機(jī)箱泄漏引起，可將設(shè)備電纜、控制連接線(xiàn)拆除，只保留電源線(xiàn)（電源線(xiàn)已濾波處理）讓設(shè)備正常工作，然后再測(cè)量輻射干擾場(chǎng)強(qiáng)。結(jié)果顯示仍有部分頻點(diǎn)超標(biāo)，說(shuō)明機(jī)箱泄漏或電源線(xiàn)有明顯的泄露。為了進(jìn)一步確定是電源線(xiàn)還是機(jī)箱泄露還是二者都有。這時(shí)可用近場(chǎng)磁場(chǎng)探頭（探頭接頻譜分析儀）沿孔縫移動(dòng)，尋找泄漏點(diǎn)，可觀(guān)察不同頻率的泄漏情況。結(jié)果在機(jī)箱靠近電源的縫隙發(fā)現(xiàn)較大的泄漏場(chǎng)強(qiáng)，臨時(shí)將該處貼一條金屬導(dǎo)電帶，該金屬帶應(yīng)與機(jī)箱的金屬面有良好的導(dǎo)電搭接。發(fā)現(xiàn)輻射場(chǎng)強(qiáng)明顯減小，說(shuō)明機(jī)箱有泄露。
加固措施是使縫隙尺寸滿(mǎn)足要求，可添加導(dǎo)電襯墊。也可采用波導(dǎo)設(shè)計(jì)、縮短連接螺絲的間距等等。在解決好機(jī)箱屏蔽的前提下，將電纜、控制線(xiàn)（外連電纜和控制線(xiàn)已經(jīng)做好屏蔽處理）連接好,繼續(xù)測(cè)試RE102發(fā)現(xiàn)有明顯改善，如圖3所示，但是仍有超標(biāo)點(diǎn)。
圖3 對(duì)機(jī)箱泄露采取加固措施后的RE102測(cè)試曲線(xiàn)
2. 采取濾波加固措施
由于屏蔽體內(nèi)部的電磁干擾可以耦合到連接I／O接口的導(dǎo)線(xiàn)(或電纜)以及電源線(xiàn)上，并產(chǎn)生干擾電流，傳導(dǎo)到屏蔽體外，對(duì)外界造成傳導(dǎo)干擾和輻射干擾；同樣，外界電磁干擾也可以通過(guò)連接到I／O接口的導(dǎo)線(xiàn)(或電纜)以及電源線(xiàn)傳導(dǎo)進(jìn)入屏蔽體內(nèi)，或通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生干擾電流進(jìn)入屏蔽體內(nèi)，對(duì)屏蔽體內(nèi)部造成輻射干擾。
低通濾波器是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施，可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平。
對(duì)于電源線(xiàn)其干擾頻譜成份遠(yuǎn)高于工頻頻率，因此低通濾波器對(duì)于干擾頻譜成份有良好的抑制能力，而給予工頻頻率以無(wú)衰減地通過(guò)。
對(duì)于I／O接口導(dǎo)線(xiàn)其干擾頻譜成份也高于工作頻段，因此低通濾波器對(duì)于干擾頻譜成份有良好的抑制能力，而給予工作頻段以無(wú)衰減地通過(guò)以。
由于I／O接口導(dǎo)線(xiàn)的工作頻段遠(yuǎn)高于電源線(xiàn)的工頻頻率，因此他們所采用低通濾波器的插入損耗特性是不同的,所采用的軟磁磁材也不同，前者采用鎳鐵類(lèi)磁材而后者采用錳鋅類(lèi)磁材。
2.1 電纜和控制線(xiàn)的加固
a) 將現(xiàn)有連接器換成帶有濾波的同型號(hào)連接器。
b) 重新整理濾波器的輸入輸出線(xiàn)，防止輸入、輸出線(xiàn)之間的耦合，確保濾波器的濾波效果不變差。
c ) 屏蔽電纜屏蔽層采用多點(diǎn)接地。
d) 將連接器的懸空插針接到地電位，防止產(chǎn)生天線(xiàn)效應(yīng)。
2.2 電源線(xiàn)的加固
對(duì)于金屬屏蔽機(jī)箱，應(yīng)選用獨(dú)立的金屬外殼電源濾波器和安裝在電源線(xiàn)入口處，并確保濾波器外殼與設(shè)備機(jī)箱（地）良好電接觸。濾波器接地點(diǎn)通常固定在機(jī)箱或電纜出口處的公共接地金屬構(gòu)件上。如圖4所示。
圖4 電源濾波器正確接地方法
通過(guò)以上濾波加固處理后, RE102測(cè)試的結(jié)果非常理想，曲線(xiàn)見(jiàn)圖5。
圖5 采取濾波加固措施后的RE102測(cè)試曲線(xiàn)
總之前面幾種方法對(duì)提高電磁兼容性都有好處，但應(yīng)用最為廣泛的是改變地線(xiàn)結(jié)構(gòu)和電線(xiàn)電纜的分類(lèi)加固方法，這些方法不僅節(jié)約成本，而且是最有效的整改加固方法。屏蔽雖然會(huì)增加成本，但是其所起到的屏蔽效能有時(shí)是其它方法無(wú)法媲美的。所以，在實(shí)際的整改加固中應(yīng)以改變地線(xiàn)結(jié)構(gòu)、電線(xiàn)電纜的分類(lèi)加固、改善屏蔽的方法為主，以其它方法為輔,來(lái)掌握并運(yùn)用EMC加固技術(shù)。
實(shí)例二、數(shù)字電路的晶振
在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，誰(shuí)都離不開(kāi)晶振，晶振可為數(shù)字電路提供一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，其振蕩頻率越高，產(chǎn)生的諧波就越豐富，換句話(huà)說(shuō)也就是干擾越大。在許多數(shù)字電路中晶振的外殼沒(méi)有接地，PCB板也沒(méi)有提供足夠的接地面積。
越來(lái)越多的電子工程師注意到，晶振外殼的接地能有效降低干擾，所以在PCB板布線(xiàn)留有一塊與晶振面積相當(dāng)?shù)娜サ糇韬笇拥牡鼐€(xiàn)，并將晶振的外殼焊在上面。
晶體振蕩電平必須滿(mǎn)足一定幅度,數(shù)字電路才能按一定的時(shí)序工作，然而晶振所產(chǎn)生的倍頻諧波會(huì)產(chǎn)生騷擾，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)干擾敏感電路。
圖1 是25MHz晶振所產(chǎn)生的倍頻干擾幅度，圖中可見(jiàn)在2、3、4、5、6…次的倍頻都產(chǎn)生一個(gè)高的尖峰，他們是25MHz倍頻的典型頻譜圖，該頻譜圖表明晶振電路或地線(xiàn)處置不良，因此必須減小晶振諧波輻射。
1. 采取接地加固措施
進(jìn)行晶振外殼接地處理，應(yīng)保證晶振周?chē)拥孛娣e盡量大。
將晶振外殼接地后，該頻點(diǎn)如仍然超,但幅值有所降低，那末還應(yīng)減小晶振諧波輻射。
2. 采取抑制振幅加固措施
圖1 晶振電路加固前的典型頻譜圖
a) 在保證靈敏度和信噪比的情況下，可以采用增加衰減器的辦法。如VCD、DVD視盤(pán)機(jī)中的晶振，它對(duì)電磁兼容性影響較為嚴(yán)重，這時(shí)降低使用晶振頻率是可行的方法之一，但不是唯一的解決方法。
我們還可以采取其他措施減小晶振倍頻幅度：
b) 通過(guò)高頻示波器觀(guān)察晶振波形是否接近正弦波，否則調(diào)整晶振的接地電容來(lái)改善波形；
c ) 晶振與解碼芯片相連的腳上，加串電抗較小、阻抗較大的磁珠,在電抗增加不多情況下，要求磁珠的阻抗在大于50 MHz后越大越好；
d) 檢查解碼芯片供電回路、解碼芯片晶振時(shí)鐘回路、高速信號(hào)回路以及晶振旁邊的布線(xiàn)回路等的面積是否過(guò)大，如果是則須設(shè)法減小他們的回路面積；
e) 如果以上措施原本已部分落實(shí)，而其余措施又難以實(shí)施時(shí)，則只能在輸出線(xiàn)上串磁珠，套磁環(huán),但僅是權(quán)宜之計(jì)。
如圖2所示：
圖2
圖3 晶振電路加固后的頻譜圖