EMC_测试整改实用方法.

PAGE:1EMI常用对策方式及EMI设计简介南宁市跃龙科技有限公司----质量部PAGE:2EMC简介EMC(Electro-MagneticCompatibility)-----装置整组设备或系统,在其本身的电磁环境中能圆满完成动作,同时不会让其它在此环境中的设备承受难以忍受的电磁干扰.EMI(Electro-MagneticInterference)-----装置整组设备或系统动作时自身产生的噪声.EMS(Electro-MagneticSusceptibility)-----装置整组设备或系统在电磁扰的环境中承受其它噪声干扰的能力.PAGE:3EMC简介EMC(就是电磁兼容性)简单讲就是：-----电子电气产品在操作时,本身会产生可能会干扰到其它产品操作的电磁波(EMI),同时其本身也会受到来自此环境中其它产品发出的电磁干扰（EMS)。即是规范产品的电磁干扰波,使其不会影响到其它的产品运作,同时本身具备可以抵抗外界干扰的能力。PAGE:4EMC簡介EMC的構成PAGE:5EMC简介造成EMC的三要素:A.干扰源:自然的人为的B.干扰路径:空间辐射,传导等…C.受干扰设备:电视机收音机电话飞机医疗设备等…路径干扰源被干扰设备PAGE:6EMC简介为何要求电磁兼容:电子电气产品之普及,已成为生活中不可或缺的一部分,伴随着而来的电磁干扰的影响很广.小至电视画面受影响,大至危害飞机安全等,甚至影响人体健康的可能,有鉴于此许多国家都已要求产品需通过电磁兼容的测试才能进入市场销售,同时有些国家也将电磁兼容技术作为壁垒限制进口产品，迫使他国通过提高成本等来降低对本国产品的冲击通常的指令:有欧盟的EMC规范,通常产品标示CE以表明符合EMC等欧盟指令才能输入欧洲,可以通过欧盟认证的实验室或自我宣告方式进行。美国的FCC，凡销往美国的电子通讯产品皆需符合FCC所制定的相应规范。PAGE:7EMI的发生和传播路径主要介绍三项和你们的产品相关的测试1.空间辐射RadiationPAGE:8EMI的发生和传播路径PAGE:9EMI的发生和传播路径PAGE:10EMI的发生和传播路径EN55022/CISPR22Frequency(MHz)classA(dBuV)classB(dBuV)30~23040(50)30(40)230~100047(57)37(47)()内为3mLIMIT,()外为10mLIMIT10m/3mLIMIT相差10dB,conversionlimitis20log10/3=10.457辐射限制(forCE)FCCPart15BFrequency(MHz)classB30~884088~21643.5216~96046960~100054Radiatedlimit(forFCC)PAGE:11EMI的发生和传播路径2.传导ConductionPAGE:12EMI的发生和传播路径PAGE:13EMI的发生和传播路径PAGE:14EMI的发生和传播路径频率classA(dBuV)classB(dBuV)(MHz)QPAVGQPAVG0.15~0.57966~5666~5656~460.5~5.0736056465.0~30736060501.classA为商业工业使用环境;2.classB为住家使用环境Conductedlimit(forCE)PAGE:15EMI的发生和传播路径3.ESD静电PAGE:16EMI的发生和传播路径3.ESD静电PAGE:17EMI的发生和传播路径EMC对策工作的目的:将EUT本身产生的干扰降低,符合标准要求,同时EUT本身抗干扰能力提高，同样满足要求。1.EMI的产生原理:电场和磁场伴随着电压和电流作用而产生的,主要是单位时间内电压电流的变化率dI/dtdv/dt影响,如果dI/dtdv/dt越高相应产生的电场和磁场干扰就越强.2.EMI的辐射传播路径:噪声是以电波的特性，电场和磁场的方式来传播PAGE:18EMI的发生和传播路径PAGE:19EMI对策原理1.EMI形成原因源头:Clock(squarewave)的上升沿或下降沿瞬间变化产生的干扰,还有highfrequencysignalline.路径:通过空间及干扰强度大的线.感应天线:干扰的天线.主要由PCB板上的Trace,连接线,外接线.PATHSOURCEANTENNAPAGE:20EMI对策原理2.EMI对策思路(1)从根源入手,从源头上将辐射能量降低例如:时钟crystal引角串入电阻,clock在线串入磁珠电阻等(2)破坏或改变辐射干扰的路径减少耦合机制,通常当trace为干扰信号频率的λ/4时干扰最强,可以改动走线或加强滤波(3)辐射机制的破坏:减少缝隙,加强滤波,改变线的位置PAGE:21EMI对策原理3.EMI对策的诊断方式对于一台EUT,首先我们按照标准的测试方法进行EMI辐射干扰确认,找到测试Fail的频率点,然后从EUT实际特点判断,辐射天线的影响,路径的影响及Source的影响,然后再根据各种因素产生的影响采取相应的措施.以辐射为例介绍在Chamber内的初步诊断:一.找到最大辐射方向二.移除外围的信号线三.EUT本身电源线辐射干扰的判断四.检查EUT金属外壳螺丝有无拧紧,接插口的接地是否良好.五.内部可移除接插线的判断,除电源线外,其它可移除的线移除,不可移除的加core判断PAGE:22EMI对策原理上述工作完成之后EUTFail的频点仍然很高需要查找其根源进行细步诊断.（利用频谱分析仪及电场磁场探棒）一.以磁场探棒探测电路板上各主要部分组件噪声干扰的强度比较找到高点.二.以电场探棒或探针探测一步中主要部分的元器件引脚连接器比较找到高点.上述找到干扰的源头与传播路径,相关天线根据实际情况进行相关的对策处理PAGE:23EMI对策原理4.EMI对策的处理方式(1)机器外部构造的屏蔽处理(切断干扰的传播路径使干扰消耗)(2)机器外部的电源线信号线处理(因为有些频率干扰特别是30-300MHZ之间的干扰是通过接插线二次传递干扰,再到辐射到空间)(3)机器内部的电源线信号线处理(线材剪短,线材缠绕,线材远离干扰)(4)元器件摆设及走线对器件的位置及内部走线控制(5)机器内部振荡线路(6)元器件选用(选择各种性能参数与干扰类似的相关的特殊的元器件)PAGE:24EMI对策原理在处理EMI问题时对策修改方法往往不只是一种，可以针对产品的实际情况,选择量产时可实施较好，成本较低的方式。5.EMI常用的对策处理方法(1).屏蔽:外部采用金属外壳或PCB上主振荡放大部分主ICSDRAM加屏蔽罩﹔塑料外壳内部喷涂导电漆或采用电镀外壳.(2).接地:加粗PCB板上的地线﹔增大PCB板与金属外壳的接地面积﹔干扰较大主IC背面地可用导电泡棉或金属弹片直接接地﹔将干扰直接导入入地改变接地点,改变干扰路径,缩小回路面积.PAGE:25EMI对策原理5.EMI常用的对策处理方法(续)(3).滤波:a.加电阻:30-50Ω在Clock,dataline,I/Oport和其它含有噪声的电路.b.加电容:10-100P在Clock,power,dataLine,I/Oport及其它针对所想抑制含有噪声的电路.c.加电感:power,K/B,dataline﹐Clock.d.加bead:powerClockdatalineI/Oport.e.加core:机器内部及外部电缆在线,电源在线.f.CommonChoke:USB2.0,DCPower,ACPower.g.LC或RC滤波:Clock,dataline,I/Oport,Power.h.型滤波:DCpower的输入端或IC的power输入端.I.T型滤波:噪声较大的Clock,dataline,I/Oport,DCpower及其他电路.上述对策方式使用后的位置及大小需经过多次的测试来决定较佳的值PAGE:26EMI对策原理滤波图PAGE:27EMI对策原理6.Reconfirm工作在许多EMI对策上我们会面临GoldenSample可符合尔量产却无法符合的困扰,会有这种现象最主要的是没有逐一确认所下的对策是否有效,找reconfirm的工作量很重要的步骤如下:一.将所加的对策修改逐一取下看噪声是否升高二.再将对策逐一加下看噪声是否降低三.将所有对策加到另一台相同sample上看是否符合经过反复确认可以确保量产的稳定,同时对各对策的细节加以确定PAGE:28EMIConduction对策方法主要针对adaptor电源部分(0.15MHz~30MHz)X电容Y电容DifferentialchokeX电容作用:抑制differentialmodechoke,电容值越大对低频效果越佳Differential:电感抑制differentialmode噪声,感值越大对低频效果越佳Y电容:抑制commonmode噪声电容值越大对低频效果越佳,在安规方面有漏电流限制,不可超过472Common电感:抑制commonmode噪声,感值越大低频噪声效果越佳这四种组件相互搭配,调整系数,调整位置,同时达到对噪声良好的抑制效果CommonchokePAGE:29ESD的对策方法1.结构上进行调整,减少外壳的孔缝,部分电镀位置确定,远离敏感电路.2.电路中重要电源线信号线对地加电容及Varistor.3.PCB板上地处理,利用阻抗较低的地网络将能量消耗掉,避免进入敏感电路.4。主IC附近的电源，信号线处理。5。较长信号线上加CORE。PAGE:30EMI对策原理EMI的设计对于整个产品开发﹐无论在时间上还是在成本花费上都很重要.PAGE:31EMI设计整体结构上设计(1)机器外壳屏蔽处理a.Metal:开孔方式以不规则及小圆孔的原则,避免长缝隙，接缝处要充分密合滴水不漏,密不透风,绝缘漆不要喷到机壳内表面，螺丝接触处。b.Plastic:喷导电漆在内壳，接缝处上下盖接触面积加大，接触良好。(2)机器内部电源线和信号线处理a.shortb.core(forbelow300MHZnoise)c.shielding(forabove300MHZnoise)(3)机器外部电源线和信号线处理a.shortb.core(forbelow300MHZnoise)c.shielding(forabove300MHZnoise)PAGE:32PCB板上设计(1)PCB板上组件的摆设布置I/O口应远离主IC,SDRAM及较高频率的晶振，相互作用的组件尽量放一起,维持最短路径摆放;晶振电路尽量靠近其主IC;PCB板各端口的插接线避免交叉跨越电路主板,避免交互干扰，相互耦合。(2)Ground处理,Analog与Digital安排分开CPU处地与其它地切割开串入滤波，使高噪声区隔离,（如地面积很大不用切割）I/O端口地适当切割，为低频噪声提供Bypass干扰地，I/Oconnector地与金属机壳密合,Mainboard利用螺丝孔使内层Ground和金属机壳连接.地层尽量布大,消除悬空地,增多接地过孔。EMI设计PAGE:33EMI设计(3)滤波设计Source处理:Bypasscapacitor(20P-100P)Bead(500Ω)Resistor(22-47Ω)I/OPort处理:Bypass((20P-100P)Bead(阻抗500Ω)Resistor(2247Ω)VCC/Ground处理:Bypasscapacitor(可根据干扰情况加大小）andBead（注意DC阻抗不能太大）(4)布线先后顺序控制原则从EMI角度来讲，先布重要的信号线如高电流变化率di/dt的信号线,大功率方波振荡器,时钟等高频线,再布其它低频线,电源线,地线。目的减少它们的长度.PAGE:34EMI设计(5)环路最小原则信号线,电源线和他们回路组成面积越小越好﹐可以布地线跟随信号线,电源线一起并尽量靠近.PAGE:35EMI设计(6)走线控制两层板上下信号