电磁干扰测量与诊断课件整理.ppt

1、电磁干扰故障诊断研发过程研发过程(guchng)中：中：及早发现问题，为正式产及早发现问题，为正式产品设计提供依据品设计提供依据样机调试中：样机调试中：确定干扰问题，排除故障，使确定干扰问题，排除故障，使产品尽快通过试验产品尽快通过试验现场中：现场中：确定干扰问题原因，解决干扰问确定干扰问题原因，解决干扰问题题杨继深 2002年8月第一页，共三十九页。准备(zhnbi)工作 仪器设备准备仪器设备准备(zhnbi)对策器件、工具准备对策器件、工具准备 数据准备数据准备杨继深 2002年8月第二页，共三十九页。仪器设备准备(zhnbi)频谱分析仪频谱分析仪 偶极天线或普通偶极天线或普通(ptng)

2、杆天线杆天线 近场探头近场探头 电流卡钳电流卡钳 低噪声宽带放大器低噪声宽带放大器10kHz 1GHz杨继深 2002年8月第三页，共三十九页。工具箱准备(zhnbi)不同内径的分体式铁氧体磁环不同内径的分体式铁氧体磁环 47pf、100pf、470pf、1000pf、10000pf的的片状滤波器片状滤波器 47pf 10000pf 独石电容独石电容(dinrng)交流电容交流电容3300pf、0.47 f、1 f 杨继深 2002年8月第四页，共三十九页。工具箱内容(nirng)导电布、铜箔屏蔽胶带、绝缘胶带各导电布、铜箔屏蔽胶带、绝缘胶带各一卷一卷(y jun)馈通滤波器馈通滤波器100p

3、f、470pf、1000pf、10000pf 电源线滤波器电源线滤波器3A、10A各各1只只差模扼流圈差模扼流圈2只、共模扼流圈只、共模扼流圈1只只 焊接工具一套焊接工具一套杨继深 2002年8月第五页，共三十九页。自制(zzh)一些小工具 电流卡钳电流卡钳近场探头近场探头LISN和差共模别离和差共模别离(bil)器器前置放大器前置放大器脉冲干扰发生器脉冲干扰发生器杨继深 2002年8月第六页，共三十九页。电流卡钳(kqin)的原理VIZT=V/IZT 的单位的单位(dnwi)：或或 dB 杨继深 2002年8月第七页，共三十九页。电流(dinli)卡钳实物杨继深 2002年8月第八页，共三十

4、九页。应急制作电流(dinli)卡钳同轴电缆同轴电缆(tn zhu din ln)芯线与屏蔽层连接芯线与屏蔽层连接从工具箱中挑选一个从工具箱中挑选一个内径内径(ni jn)适宜的磁环适宜的磁环被测电缆被测电缆杨继深 2002年8月第九页，共三十九页。近场探头(tn tu)的原理VV (d /dt)=A(dB/dt)B杨继深 2002年8月第十页，共三十九页。近场探头(tn tu)实物杨继深 2002年8月第十一页，共三十九页。自制(zzh)近场探头电磁场探头电磁场探头(tn tu)磁场磁场(cchng)探探头头杨继深 2002年8月第十二页，共三十九页。自制(zzh)近场探头电磁场杨继深 20

5、02年8月第十三页，共三十九页。自制近场电场(din chng)探头根据使用条件根据使用条件(tiojin)，套适当的绝缘层，套适当的绝缘层杨继深 2002年8月第十四页，共三十九页。近场探头的实际(shj)应用频谱分析仪频谱分析仪放大器放大器共模共模(n m)扼流扼流圈圈铁氧体磁环铁氧体磁环杨继深 2002年8月第十五页，共三十九页。简易(jiny)电快脉冲发生器杨继深 2002年8月第十六页，共三十九页。自制(zzh)LISNL1L2香蕉香蕉(xingjio)插座，或其它适宜的插插座，或其它适宜的插座座BNC座座 所有电容所有电容(dinrng)引线最短引线最短 电阻引线最短电阻引线最短

6、电容符合安规电容符合安规杨继深 2002年8月第十七页，共三十九页。LISN电感(din n)的制作杨继深 2002年8月第十八页，共三十九页。原始数据准备(zhnbi)完整的发射测试曲线完整的发射测试曲线(qxin)超标点包括临界点的准确频率超标点包括临界点的准确频率 精确到精确到100kHz内内 超标点的超标超标点的超标dB数数 被测设备内电路的周期信号本振信号、时钟信号、被测设备内电路的周期信号本振信号、时钟信号、开关电源、开关电源、DC-DC转换器等的频率转换器等的频率试验室提供试验室提供(tgng)杨继深 2002年8月第十九页，共三十九页。诊断(zhndun)前取得基准数据在开始工

7、作在开始工作(gngzu)前，先取得关注频率超标频率前，先取得关注频率超标频率上的干扰发射的基准：上的干扰发射的基准：辐射发射无论什么天线辐射发射无论什么天线 传导发射无论什么传感器传导发射无论什么传感器一旦一旦(ydn)定下来传感器，就不能再变包括天线尺寸定下来传感器，就不能再变包括天线尺寸杨继深 2002年8月第二十页，共三十九页。试验(shyn)记录表频率频率(pnl)超标超标dB数数 基准数基准数 改进后数改进后数156MHz 17dB 65dB 45dB 杨继深 2002年8月第二十一页，共三十九页。深刻理解“dB60dB?dB加滤波器加滤波器加滤波器加滤波器杨继深 2002年8月第

8、二十二页，共三十九页。dB的变化(binhu)举例5个潜在个潜在(qinzi)的泄漏的泄漏源源dB50%30%15%4%1%68121425杨继深 2002年8月第二十三页，共三十九页。解决(jiju)发射超标的过程一解决最大的泄漏解决最大的泄漏(xilu)源：改善量源：改善量=20lg10.5=6 dB解决第二解决第二(d r)大的泄漏源：改善量大的泄漏源：改善量=20lg0.50.2=8 dB解决第三大的泄漏源：改善量解决第三大的泄漏源：改善量=20lg0.20.05=12 dB解决第四大的泄漏源：改善量解决第四大的泄漏源：改善量=20lg0.050.01=14 dB解决最后的泄漏源：解决

9、最后的泄漏源：改善量改善量=20lg0.010.0006=25 dB杨继深 2002年8月第二十四页，共三十九页。解决发射(fsh)超标的过程二解决第三解决第三(d sn)大的泄漏源：改善量大的泄漏源：改善量=20lg10.85=1.4 dB解决第一解决第一(dy)大的泄漏源：改善量大的泄漏源：改善量=20lg10.5=6 dB解决第二大的泄漏源：改善量解决第二大的泄漏源：改善量=20lg0.50.2=8 dB解决第四大的泄漏源：改善量解决第四大的泄漏源：改善量=20lg0.20.16=2 dB解决最后的泄漏源：解决最后的泄漏源：改善量改善量=20lg0.160.15=0.6 dB认为此泄漏源

10、无关紧要，今后不再考虑。认为此泄漏源无关紧要，今后不再考虑。杨继深 2002年8月第二十五页，共三十九页。过程二的幅度(fd)变化dB6820.6如果再返回来考虑如果再返回来考虑(kol)第三第三大的辐射源问题：大的辐射源问题：去掉这个辐射源后，改善量：去掉这个辐射源后，改善量：0.15 20lg0.001=44 dB44没有经验的人会认为将其它措没有经验的人会认为将其它措施施(cush)去掉，只保存抑制第去掉，只保存抑制第三大泄漏源的措施三大泄漏源的措施(cush)就可就可以了。以了。杨继深 2002年8月第二十六页，共三十九页。诊断(zhndun)电磁干扰问题的步骤加上一项措施加上一项措施

11、(cush)不合格不合格(hg)去掉最贵或最不好实现的措施去掉最贵或最不好实现的措施合格合格仍合格仍合格恢复这个措施恢复这个措施不合格不合格杨继深 2002年8月第二十七页，共三十九页。传导发射(fsh)超标的诊断用电流卡钳用电流卡钳(kqin)分别卡在每根电源线上，读出超标点的数值分别卡在每根电源线上，读出超标点的数值判断干扰是差模还是判断干扰是差模还是(hi shi)共模共模填写超标点纪录表填写超标点纪录表直观检查不合理设计直观检查不合理设计采取措施，直到合格为止采取措施，直到合格为止采取措施，直到合格为止采取措施，直到合格为止杨继深 2002年8月第二十八页，共三十九页。共模(n m)、

12、差模电流判断假设假设(jish)：V=0差模电流差模电流假设：假设：V 0共模电流共模电流(dinli)成份成份 V 1 V2 差模、共模混合差模、共模混合V 1=V2 仅有共模或差模仅有共模或差模V1V2杨继深 2002年8月第二十九页，共三十九页。在LISN上判断(pndun)共模、差模杨继深 2002年8月第三十页，共三十九页。差模发射(fsh)问题一般发生在一般发生在1MHz以下，开关电源的开关频率上以下，开关电源的开关频率上原因是滤波器的差模衰减不够原因是滤波器的差模衰减不够(bgu)，特别是体积较小的滤波器，特别是体积较小的滤波器解决方法：增加一个差模电容、两个差模电感解决方法：增

13、加一个差模电容、两个差模电感原滤波器原滤波器电源电源(dinyun)杨继深 2002年8月第三十一页，共三十九页。共模发射(fsh)问题超标发射超标发射(fsh)为共模电流为共模电流检查滤波器安检查滤波器安装装(nzhung)方式方式更换共模电感更更换共模电感更大的滤波器大的滤波器1MHz以上1MHz以下重装滤重装滤波器波器有问题没问题更换高频性能较更换高频性能较好的滤波器好的滤波器没改善有所改善试验共模损耗更大的滤试验共模损耗更大的滤波器直到合格波器直到合格不合格合格杨继深 2002年8月第三十二页，共三十九页。辐射发射(fsh)超标问题测量测量(cling)超标临界点，作参考值超标临界点，

14、作参考值有电缆(dinln)无电缆合格不合格只有电源电缆无共模电流不合格拔掉所有电缆拔掉所有电缆合格测量电源测量电源线共模电线共模电流流检查机检查机箱屏蔽箱屏蔽完成完成有共模电流合格不合格电缆有问题电缆有问题解决电缆共解决电缆共模电流模电流设备联上设备联上所有电缆所有电缆处理滤波处理滤波器，消除器，消除共模电流共模电流杨继深 2002年8月第三十三页，共三十九页。解决(jiju)电缆上的共模电流联上某根电缆联上某根电缆(dinln)辐射(fsh)增强辐射无增强100MHz以上套上铁氧体磁环套上铁氧体磁环100MHz以上绕绕1 3匝匝馈通型馈通型无明显改善不可滤波可滤波确定截止确定截止频率频率有

15、改善仍不合格增加一个增加一个磁环磁环100MHz以下100MHz以下PCB安装型安装型使用或改善屏蔽电缆使用或改善屏蔽电缆滤波或滤波或屏蔽电屏蔽电缆缆不合格杨继深 2002年8月第三十四页，共三十九页。解决(jiju)电源线共模电流灵活灵活(ln hu)应用铁氧体磁环应用铁氧体磁环不合格(hg)检查滤波器安装检查滤波器安装100MHz以上特制宽带滤波特制宽带滤波器器无问题有问题重新安装滤重新安装滤波器波器不合格高频性能较高频性能较好的好的多级或电感多级或电感较大的较大的30100MHz30MHz以下不合格更换滤波器更换滤波器30MHz以上30MHz以下杨继深 2002年8月第三十五页，共三十九

16、页。诊断(zhndun)机箱问题缝隙缝隙(fngx)孔洞孔洞(kngdng)馈通导馈通导线线检查检查衬垫衬垫衬垫安装衬垫安装设法密封缝隙设法密封缝隙衬垫质量衬垫质量内部结构内部结构有衬垫有衬垫无衬垫无衬垫仍有泄漏仍有泄漏无泄漏无泄漏完成完成辐射源是否在辐射源是否在孔洞附近孔洞附近重新设计结构，使两者远离重新设计结构，使两者远离缩小孔洞尺寸或用截止波导缩小孔洞尺寸或用截止波导磁场磁场电场电场导线可滤波导线可滤波导线滤波导线滤波导线不可滤波导线不可滤波重新设计结构，防止导线馈通重新设计结构，防止导线馈通杨继深 2002年8月第三十六页，共三十九页。受辐射干扰的问题(wnt)诊断合格(hg)合格(h

17、g)或改善合格不合格拔掉所有拔掉所有电缆电缆检查电源线检查电源线滤波器改滤波器改进进检查机箱屏蔽检查机箱屏蔽完成完成合格逐根插上电缆逐根插上电缆放开电缆放开电缆电缆可拔掉电缆不可拔掉合格电缆滤波电缆滤波或屏蔽或屏蔽不合格套磁环套磁环全合格合格，还有电缆没插缩短电缆、缩短电缆、套磁环套磁环不合格不合格无改善不合格杨继深 2002年8月第三十七页，共三十九页。直接放电(fng din)试验问题诊断有明确有明确(mngqu)路径路径无明确无明确(mngqu)路径路径放电路径附放电路径附近有无敏感近有无敏感电路？电路？放电路径阻抗过高，放电路径阻抗过高，导致地线问题导致地线问题放电电流是否流进电放电电

18、流是否流进电路？路？预测静电放电电流的路径预测静电放电电流的路径切断这个路径切断这个路径有有无无有有无无处理敏感电路或更改放处理敏感电路或更改放电电流路径电电流路径故障依然存在故障依然存在故障排除故障排除设置低阻抗放设置低阻抗放电路径电路径故障依然存在故障依然存在故障排除故障排除杨继深 2002年8月第三十八页，共三十九页。内容(nirng)总结电磁干扰故障诊断。杨继深 2002年8月。偶极天线或普通杆天线。低噪声宽带(kun di)放大器10kHz 1GHz。差模扼流圈2只、共模扼流圈1只。ZT=V/I。或 dB。超标点的超标dB数。解决最大的泄漏源：改善量=20lg。解决第四大的泄漏源：改善量=20lg。解决最后的泄漏源：改善量=20lg。=1.4 dB。=0.6 dB。=44 dB。绕1 3匝。故障排除第三十九页，共三十九页。