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产品辐射发射的故障诊断与整改技术(二)
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产品辐射发射的故障诊断与整改技术(二)

接下来,我们进行辐射发射的故障整改分享。

通常在测试试验的现场进行EMI故障整改,有一些事情必须有意识地去做。

(1)首先应确保观察到的发射不是来自FM广播、蜂窝电话或数字电视产生的环境信号。这时可能需要关掉自己的设备以确认是否为环境信号。

(2)当观察发射时,要注意如果人位于电波暗室时,人的进入会影响产品的发射。此时发射电平将会与之前的不同。同时,受试设备最大发射位置的角度也可能发生变化。然而,若设备和电缆发生轻微的移动,最大发射位置的角度也会发生变化,因此要意识到这个事实:当发觉产品的发射已有改进时,其结果可能是最大发射的角度或位置已发生了移动。

(3)不要站在测量天线和受试设备之间。人体是极好的射频吸收体。注意:首先应保证安全。在辐射发射的故障整改过程中,通常要拆开产品的壳体,以及移动内部导线和连接线电缆或其他组件。当开始进行故障整改过程时,靠近产品内部部件时一定要注意高压。

当处理辐射发射问题时,如果人员在暗室内部时,确保人员的位置且不能走动。人的移动和所站的位置将会影响实验结果。

首先,用手抓住电缆(在确保安全的情况下)如果连接线电缆为主要的辐射体,那么通过抓住和松开电缆,可快速地识别电缆是否为辐射体。当这样做的时候,由于电缆也将与电波暗室和人所站的区域相调谐或失谐,因此人应尽可能地减小移动。这时可拿一个木棍或塑料棍移动电缆,不与他们相接触以尽可能地减小人对电缆的影响。这样,看到的测量结果的任何变化都将来自于电缆的移动。

很多情况下,I/O电缆与受试产品是相连的,如果其在远端是断开的。可以尝试着每次断开这些电缆中的一根,其它电缆仍被连接,在这个测试过程中,直到所有未使用的电缆都被断开。这也有助于识别是哪根电缆或哪组电缆正在产生辐射。

如果认为不是电缆产生的问题,那么可将手放置在设备的壳体或外壳上,仅当安全时才可以这样做(人的安全第一)。如果可能的话,可挤压机箱以确保金属片的接触或者断开他们的接触。在这种情况下可能会看到发射的突然抬高或降低,这表明机箱的某些地方被断开了或得到了好的接触。若是这样的情况,应寻找可能位于金属表面之间的涂层或喷涂物来解决问题。

当某些产品有辅助设备时,如果可能的话可关掉辅助设备,但这样做不能影响受试设备重要部分的功能。如果不能这样做,则可以反过来,关掉受试设备留下辅助设备。再看看问题仍还存在吗?如果问题存在,则辅助设备可能是辐射源。如果辅助设备位于电波暗室外,这也是适用的。进出暗室的电缆可包含大量的射频能量,他们在暗室内能重新进行传播。应确保这些电缆进行了很好的滤波、屏蔽或使用某些方式进行了处理,以避免产生辐射问题。有时在这些长的辅助电缆上加载一些串联的铁氧体扼流圈,能有效地移去他们对实际受试系统或产品的影响。如果不能对受试设备或辅助设备进行断电,那么可以尝试着通过改变负载、运行状态、数据率或其他功能,然后观察发射的变化。

使用非导电塑料或木质的钩针可能会有帮助。使用它能从电缆束中拉出单根导线。在确保安全的情况下,可以用手指接触这些导线,触摸和放开导线以确认他们是否敏感及发射电平是否发生了改变。

识别辐射电缆的最佳方法之一是,测量导线或电缆屏蔽层上流动的共模电流。通过用电流探头就近钳住受试设备的导线,用频谱分析仪测量导线中的射频电流,这种射频电流与辐射发射有很强的相关性。文章后面给出测试测量的参考图片。

实际上,对于短电缆小于1/4波长,能够预测其产生的电场V/m,这种电场可与标准限值进行比较。电缆辐射电场的预测公式可参考《开关电源电磁兼容分析与设计》及《物联产品电磁兼容分析与设计》

对于小型和中型产品及设备,对于壳体的辐射的判断措施是用铝箔包裹整个设备。由于覆盖的区域比较大,最好不要使用铜胶带或铝胶带。此外,铝箔不像导电胶带,他们不会受到阻抗产生的影响。也就是说,当使用具有黏合剂的金属导电胶带时,应记住这种黏合剂并不是所预期的那样,它的导电性并不是非常强。当用导电胶带一层一层包裹设备时,所建立的阻抗能显著减小屏蔽层的屏蔽效能。使用没有任何涂层的铝箔,将会把这种搭接质量改善一个数量级。

为了以这种方式使用铝箔,铝箔应叠加几次以覆盖他们之间的缝隙。如果可能的话,铝箔应与任何连接器和电缆的屏蔽层进行搭接。为了确保这种搭接,在连接器的周围要使用扎线带或束线带。如果设备还继续产生辐射,则可以把包裹了铝箔的设备放置在导电接地平面-参考接地板上。如果设备仍继续有辐射。那么连接线电缆就会是辐射的源头。

如果使用这种方式解决了问题,那么金属机壳可能是辐射不合格的原因了。可以先慢慢地剥离认为很可能没有问题的区域;比如是没有显示屏或连接器的实体面板上的铝箔,最后再移除连接器和显示屏上的铝箔。每次剥离一些铝箔,进行检查以确认发射电平是否返回到之前的值或仍保持低的值。通常,当进行这个测试分析过程时,需要显示和观测频谱分析仪发射值的数据变化。通过用这个方法还比较好地去判断机箱的屏蔽和搭接的设计方面的问题。

但实践告诉我们大多的EMI超标问题;还是集中在产品中的连接线电缆的辐射发射超标问题。

RE在大多数情况下都是不能通过测试的:

简易的测试方法(预测阶段,不需要在电磁兼容测试实验室完成)

理论基础:任意一条载有共模电流的电缆都比机箱本身更容易辐射电磁能量。

测量替代法:

电流卡钳可使用商用的铁氧体扼流圈很容易自制电流探头,后面再进行分享。

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