造成EMC輻射超標(biāo)的原因是多方面的,，接口濾波不好,，結(jié)構(gòu)屏效低,，電纜設(shè)計(jì)有缺陷都有可能導(dǎo)致輻射發(fā)射超標(biāo)，但產(chǎn)生輻射的根本原因卻在PCB的設(shè)計(jì),。從EMC方面來(lái)關(guān)注PCB,，主要關(guān)注這幾個(gè)方面：

1. 從減小輻射騷擾的角度出發(fā)，應(yīng)盡量選用多層板,，內(nèi)層分別作電源層,、地線(xiàn)層，用以降低供電線(xiàn)路阻抗,，抑制公共阻抗噪聲,，對(duì)信號(hào)線(xiàn)形成均勻的接地面，加大信號(hào)線(xiàn)和接地面間的分布電容,，抑制其向空間輻射的能力,。

2. 電源線(xiàn)、地線(xiàn),、印制板走線(xiàn)對(duì)高頻信號(hào)應(yīng)保持低阻抗,。在頻率很高的情況下，電源線(xiàn),、地線(xiàn),、或印制板走線(xiàn)都會(huì)成為接收與發(fā)射騷擾的小天線(xiàn)。降低這種騷擾的方法除了加濾波電容外,，更值得重視的是減小電源線(xiàn),、地線(xiàn)及其他印制板走線(xiàn)本身的高頻阻抗。因此,，各種印制板走線(xiàn)要短而粗,，線(xiàn)條要均勻。

3. 電源線(xiàn),、地線(xiàn)及印制導(dǎo)線(xiàn)在印制板上的排列要恰當(dāng),，盡量做到短而直，以減小信號(hào)線(xiàn)與回線(xiàn)之間所形成的環(huán)路面積,。

4. 電路元件和信號(hào)通路的布局必須最大限度地減少無(wú)用信號(hào)的相互耦合,。

在PCB的不同的設(shè)計(jì)階段所關(guān)注的問(wèn)題點(diǎn)不同。

在元器件布局階段需要注意：

1. 接口信號(hào)的濾波,、防護(hù)和隔離等器件是否靠近接口連接器放置,，先防護(hù)，后濾波,；電源模塊,、濾波器、電源防護(hù)器件是否靠近電源的入口放置，盡可能保證電源的輸入線(xiàn)最短,，電源的輸入輸出分開(kāi),，走線(xiàn)互不交叉,；

2. 晶體,、晶振、繼電器,、開(kāi)關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件或敏感器件是否遠(yuǎn)離單板拉手條,、連接器；

3. 濾波電容是否靠近IC的電源管腳放置,，位置,、數(shù)量適當(dāng)；

4. 時(shí)鐘電路是否靠近負(fù)載,，且負(fù)載均衡放置,；

5. 接口濾波器件的輸入、輸出是否未跨分割區(qū),；除光耦,、磁珠、隔離變壓器,、A/D,、D/A等器件外，其它器件是否未跨分割區(qū),；

在PCB布線(xiàn)階段需要注意：

1. 電源,、地的布線(xiàn)處理無(wú)地環(huán)路，電源及與對(duì)應(yīng)地構(gòu)成的回路面積??；

2. 差分信號(hào)線(xiàn)對(duì)是否同層、等長(zhǎng),、并行走線(xiàn),，保持阻抗一致，差分線(xiàn)間無(wú)其他走線(xiàn),；

3. 時(shí)鐘等關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)是否布內(nèi)層（優(yōu)先考慮優(yōu)選布線(xiàn)層）,，并加屏蔽地線(xiàn)或與其他布線(xiàn)間距滿(mǎn)足3W原則，關(guān)鍵信號(hào)走線(xiàn)是否未跨分割區(qū),；

4. 是否無(wú)其他信號(hào)線(xiàn)從電源濾波器輸入線(xiàn)下走線(xiàn),，濾波器等器件的輸入、輸出信號(hào)線(xiàn)是否未互相并行,、交叉走線(xiàn),；

盡管我們制定了種種PCB布局布線(xiàn)規(guī)則，但是在實(shí)現(xiàn)這些規(guī)則的時(shí)候,，無(wú)論我們?nèi)绾闻?，設(shè)計(jì)中的缺陷總是象病魔一樣揮之不去,。因?yàn)閷?shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候總會(huì)存在這樣或者那樣的原因使得我們無(wú)法完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)則。但是往往這些無(wú)法滿(mǎn)足規(guī)則的地方給以后的認(rèn)證帶來(lái)麻煩：

1. 輻射源距離接口太近

最典型的輻射源莫過(guò)于晶振,，每一個(gè)PCB工程師都知道晶振應(yīng)該遠(yuǎn)離I/O接口,，但是產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師所要求的PCB往往尺寸有限，器件繁多,，于是在經(jīng)過(guò)種種考慮后,，PCB工程師“不得不”把晶振放置在了I/O接口處。無(wú)論在其他地方化了多少心思去考慮EMC,，一個(gè)不合理布局的晶振會(huì)很輕易將你的努力毀于一旦,。

在PCB設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮輻射源的排放位置，盡量遠(yuǎn)離拉手條和電源輸入端口,。對(duì)于晶振,，在PCB上的影射區(qū)域一定要鋪銅處理，其輸出端引線(xiàn)不允許走PCB的表層,，應(yīng)走在內(nèi)層（如能再做包地走線(xiàn)處理則更為理想）,。另外，PCB層劃分和分層也是影響輻射發(fā)射指標(biāo)的一個(gè)關(guān)鍵因素,，應(yīng)該結(jié)合單板的具體情況統(tǒng)籌考慮處理,。

經(jīng)典案例描述

M產(chǎn)品進(jìn)行EMC摸底測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在50MHz,、75MHz頻點(diǎn)嚴(yán)重超標(biāo),，在100MHz、125MHz……等25MHz的倍頻點(diǎn)的幅值也很大,，接近CLASS A級(jí)限值線(xiàn),。

由幅值較高的頻點(diǎn)均為25MHz倍頻的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，懷疑設(shè)備內(nèi)部存在25MHz晶振并且對(duì)該晶振的處理不當(dāng),。經(jīng)查,，發(fā)現(xiàn)有兩種接口板上有25MHz晶振。近場(chǎng)探測(cè)證實(shí)正是這兩塊板附近25MHz的倍頻點(diǎn)發(fā)射較大,。檢查單板的PCB,，發(fā)現(xiàn)PCB及對(duì)晶振的處理主要存在以下缺陷：

1) 晶振距離拉手條過(guò)近；

2) 晶振輸出端引線(xiàn)在PCB的表層上走了很遠(yuǎn)一段距離,；

3) 晶振在PCB上的影射區(qū)域沒(méi)有完整的鋪銅,；

4) 晶振距離電源輸入端口距離過(guò)近；

5) PCB分層不合理,，其中一塊6層板只有一層是作了很多分割的地層,。

這些因素為晶振上的騷擾提供了傳播途徑，騷擾可以通過(guò)臨近的走線(xiàn)和電源線(xiàn)耦合到其他單板和電纜，同時(shí)還可以通過(guò)空間直接耦合到機(jī)盒外,，引起輻射發(fā)射超標(biāo),。

在晶振的外殼上用銅箔進(jìn)行局部屏蔽和接地處理后重新測(cè)試，100MHz～300MHz之間的25MHz的諧波基本消除,，50MHz和75MHZ頻點(diǎn)的幅值也大幅下降了近10dB,，可以達(dá)到指標(biāo)的要求，測(cè)試通過(guò),。  

2. 關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)未布內(nèi)層

關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)特別是時(shí)鐘線(xiàn)要走內(nèi)層也是PCB布線(xiàn)的一個(gè)基本常識(shí),。但是哪些線(xiàn)屬于關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)呢,？人們往往十分注意從晶體、晶振,、時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器里面出來(lái)的時(shí)鐘線(xiàn),，卻往往忽視了另一類(lèi)具有周期性質(zhì)的走線(xiàn)——譬如特定的地址線(xiàn)。

對(duì)于周期性信號(hào)線(xiàn)不僅僅自身要避免在表層過(guò)多走線(xiàn),，而且對(duì)于在內(nèi)部與之并行臨近的走線(xiàn)也要考慮是否允許通過(guò)過(guò)孔走出內(nèi)層,。

經(jīng)典案例描述 - 37.5M 輻射點(diǎn)高

某產(chǎn)品在ＲＥ測(cè)試時(shí)候，在37.5M處存在較大的輻射,，測(cè)試曲線(xiàn)如下：

因?yàn)?7.5M是12.5M的3倍頻,，我們懷疑與板上25M晶振有關(guān)，于是將輸出端33ohm電阻斷開(kāi),，結(jié)果37.5M輻射沒(méi)了,，附近頻段也很干凈。這說(shuō)明37.5M頻點(diǎn)確實(shí)和25M時(shí)鐘有關(guān),。

經(jīng)過(guò)分析,，我們發(fā)現(xiàn)37M時(shí)鐘流向圖如下：

FPGA出來(lái)的A0,、A1,、A2,、A3、A4地址線(xiàn),，在無(wú)業(yè)務(wù)狀態(tài)下，根據(jù)協(xié)議要求 A3/A4將產(chǎn)生規(guī)則的01010101......交替信號(hào),， 由25M時(shí)鐘上升沿觸發(fā)， 其頻率是12.5MHz。 37.5MHZ正是其3次諧波,。而協(xié)議要求A0 A1 A2電平每變化一次要加入1F，其信號(hào)不是周期性變化的方波,。 由于我們一般認(rèn)為地址線(xiàn)的干擾較小,，不會(huì)產(chǎn)生周期性干擾，所以在PCB布局布線(xiàn)時(shí)沒(méi)有注意,，走在表面層,，并且走線(xiàn)很長(zhǎng)，到達(dá)背板后延伸至其他單板,。實(shí)際這兩位地址線(xiàn)中的信號(hào)卻是周期性的矩形波,，與時(shí)鐘信號(hào)波形完全相同。較長(zhǎng)的走線(xiàn),，周期性變化的信號(hào),，加上表面走線(xiàn)導(dǎo)致這一段線(xiàn)路的輻射超標(biāo),。測(cè)試時(shí)候我們切斷A3 A4兩根地址線(xiàn)的始端匹配電阻,，37.5M干擾消失，證明了我們的判斷是正確的,。

在后來(lái)的改板中糾正了設(shè)計(jì)缺陷后,，37.5M干擾不再出現(xiàn)。

電源地平面分割不合理

在測(cè)試的時(shí)候,，電源地的分割問(wèn)題也是最容易出問(wèn)題的地方之一,。電源地平面地分割問(wèn)題是PCB EMC設(shè)計(jì)中存在地老問(wèn)題，不同的工程師有不同的看法,，甚至到現(xiàn)在也沒(méi)有達(dá)成統(tǒng)一,。目前存在兩種意見(jiàn)：

觀(guān)點(diǎn)一： 隔離信號(hào)地系統(tǒng)

單板的GND是個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，不和PGND發(fā)生聯(lián)系,，與設(shè)備內(nèi)部形成閉環(huán)系統(tǒng),，只通過(guò)DC/DC與外部相連。板上地PGND是結(jié)構(gòu)在背板,、單板上的延伸,，用于屏蔽、防護(hù)器件的能量泄放,、防靜電,。BGND是-48的回流線(xiàn)，出于安全考慮,，BGND要和結(jié)構(gòu)外殼連接,，單點(diǎn)連接即可,，通常在電源單元進(jìn)設(shè)備的入口處，或者設(shè)備的供電柜上作BGND和PGND短接,。

GND作為數(shù)字信號(hào)的回流地,，主要是同低壓電源發(fā)生能量傳遞關(guān)系，其絕對(duì)電位并不會(huì)影響工作狀態(tài),，重要的是與電源之間產(chǎn)生穩(wěn)定的電位差給器件工作,。因而出于擔(dān)心GND上面存在干擾電平或者絕對(duì)電位與機(jī)殼不一致而將其連接起來(lái)的做法理由并不充分。業(yè)內(nèi)現(xiàn)階段流行GND與機(jī)架連接的目的是遏制GND上的高頻噪聲,。

GND和相應(yīng)的電源作為一個(gè)隔離的系統(tǒng),，不會(huì)產(chǎn)生靜電積累問(wèn)題。靜電積累是有前提條件,，首先要有物質(zhì)之間的相互摩擦,；其次這種摩擦能夠?qū)е麓罅康碾姾赊D(zhuǎn)移；第三,，能夠引起靜電積累材料的往往都是絕緣的非金屬,，因?yàn)檫@些物質(zhì)自身不能同空氣發(fā)生緩慢的放電過(guò)程，金屬和其它導(dǎo)電物質(zhì)具備向空氣緩慢放電地特質(zhì),，因此它們不易產(chǎn)生靜電積累。只要將GND完全隔離,，避免使其和外界發(fā)生摩擦,，就沒(méi)有必要給GND接電阻到結(jié)構(gòu)以泄放靜電電荷。  

觀(guān)點(diǎn)二：統(tǒng)一信號(hào)地系統(tǒng)

產(chǎn)品的GND和結(jié)構(gòu)主體徹底合并成同一個(gè)網(wǎng)絡(luò),，PGND代表結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)在背（單）板上的衍生網(wǎng)絡(luò),，PGND在電氣網(wǎng)絡(luò)上就是GND。這個(gè)方案的關(guān)鍵是如何“統(tǒng)一”,！ GND和結(jié)構(gòu)之間連接關(guān)系只有“多點(diǎn)接地”才是滿(mǎn)足EMC要求的,。因此每塊單板需要搭配金屬大平板，螺釘連接以保證良好接地,，并且接地點(diǎn)之間間距滿(mǎn)足二十分之一波長(zhǎng)規(guī)則,。

當(dāng)GND作為信號(hào)回流通道時(shí)它就是GND，當(dāng)作為靜電泄放,、屏蔽等用途時(shí)又是PGND,。這種“一地兩用”地理論基礎(chǔ)是高頻電路與電磁場(chǎng)和電磁波理論。對(duì)任何信號(hào)而言,，信號(hào)回流走最低阻抗通道,，不是物理上的最小路徑。到了高頻下,，趨膚效應(yīng)顯著,，即使一塊金屬板,，正面和反面對(duì)高頻都是兩個(gè)通道。最低阻抗地原則和趨膚效應(yīng)保證了即使GND接到結(jié)構(gòu)上,，高速信號(hào)地回流也不會(huì)到處都是,，它始終在信號(hào)線(xiàn)的下方，與信號(hào)線(xiàn)互為耦合,，環(huán)路電感達(dá)到最小,。這種做法是隨著電子產(chǎn)品信號(hào)頻率不斷升高，電磁兼容要求日益嚴(yán)酷的背景下應(yīng)運(yùn)而生的,。實(shí)現(xiàn)這個(gè)規(guī)劃的難度在于這個(gè)方案考慮了高頻但是對(duì)低頻干擾存在風(fēng)險(xiǎn),，由于結(jié)構(gòu)與GND在事實(shí)上連在一起，因此,，結(jié)構(gòu)必須良好接大地,。否則不但不能泄放干擾，相反還會(huì)引導(dǎo)干擾損壞器件,。實(shí)現(xiàn)該方案的第二個(gè)難度在于“接地”,。單板的GND如果通過(guò)單點(diǎn)和結(jié)構(gòu)相連，這不是EMC的“接地”,，這樣做的后果是：高頻干擾依然沒(méi)有遏制,，卻給了低頻干擾一個(gè)通道長(zhǎng)驅(qū)直入。EMC接地必須多點(diǎn)把GND連接到結(jié)構(gòu),，其次接地點(diǎn)之間地間距滿(mǎn)足設(shè)備最高的主要工作頻率波長(zhǎng)的二十分之一,。第三，不能完全指望螺釘接地,，單板必須是金屬化孔亮銅直接與結(jié)構(gòu)平面“面－面”接觸,，并且壓緊，螺釘可以用尼龍的,，因?yàn)槁葆敳皇墙拥赜玫?，螺釘達(dá)不到高頻接地要求。落實(shí)這幾條措施才是達(dá)到“GND接地”地目的,，否則只是形式上的接地,，事實(shí)上的“不良接地”。

這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是GND上的干擾通過(guò)結(jié)構(gòu)低阻抗通道泄放到大地,，減小空間輻射幅度,，有利于EMC。不足是增加接地系統(tǒng)的復(fù)雜性,，并且結(jié)構(gòu)成本有增加,。

BGND是-48的回流線(xiàn)，同樣原因,，BGND要和結(jié)構(gòu)外殼連接,，單點(diǎn)連接即可,。這個(gè)方案的結(jié)果是DC/DC兩端的地通過(guò)結(jié)構(gòu)短接在一起。用直流的眼光看,，BGND,、PGND、GND是等電位,。為了達(dá)到DC/DC輸入輸出兩端交流隔離的目的,，一般要求BGND僅僅單點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)，并且只在設(shè)備電源入口,。

對(duì)于采用－48V的單板,，其－48V電源和地平面（走線(xiàn)）應(yīng)當(dāng)注意，在單板上,，電源部分必須單獨(dú)劃分出去,，要充分考慮不要和單板上面信號(hào)部分產(chǎn)生干擾。因?yàn)閿?shù)字干擾很容易通過(guò)電源線(xiàn)輻射出去,。   

經(jīng)典案例－48V電源地受信號(hào)地耦合造成干擾

某基帶框在RE測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)在頻點(diǎn)32.76MHZ處輻射較高,，準(zhǔn)峰值為53.8dB超過(guò)CLASS A限值近4dB，結(jié)果如下圖所示：

在定位過(guò)程中發(fā)現(xiàn),，主控板不插在槽位的時(shí)候輻射就消失,，只要主控板一插上無(wú)論其它單板如何配置，該點(diǎn)得輻射均存在,。過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)在電源線(xiàn)上串上磁環(huán),，該點(diǎn)的輻射也消失。

為了確定輻射源的耦合途徑,首先對(duì)背板和主控板的PCB進(jìn)行了詳細(xì)的審查,，發(fā)現(xiàn)

1、cellbus時(shí)鐘走線(xiàn)是采用兩端匹配的方式,，通過(guò)上拉電阻匹配到VTT層,，原理圖如下：

2,、VTT和-48V,、-48V_GND的電源平面有大面積的重合,。

如果VTT濾波電容選擇不合理,，可能會(huì)把干擾傳入VTT層,，而VTT層與－48V電源層在主控板上有大面積的重合,，－48V電源層很有可能被耦合到干擾,。

最后經(jīng)過(guò)定位確認(rèn)正是VTT電源層受到CELLBUS的影響后,，對(duì)－48V電源層耦合,，然后通過(guò)電源線(xiàn)對(duì)外輻射造成超標(biāo),。  

其它輻射超標(biāo)的原因

輻射發(fā)射測(cè)試通不過(guò)的時(shí)候，很多測(cè)試人員喜歡從PCB上分析超標(biāo)的原因,。除了PCB布局,、布線(xiàn)外,，PCB上的一些電路設(shè)計(jì)對(duì)于輻射發(fā)射也會(huì)起到?jīng)Q定性的作用。

1) 這種電路首推時(shí)鐘線(xiàn)匹配電路,。時(shí)鐘信號(hào)的上升沿是決定對(duì)外輻射的一個(gè)重要因素,，而匹配電路直接能夠決定時(shí)鐘的信號(hào)質(zhì)量。譬如對(duì)于始端匹配的時(shí)鐘電路,，始端串連的電阻選擇不當(dāng)或者較小可能會(huì)造成時(shí)鐘線(xiàn)上干擾較大,。

2) 去耦電路。電源管腳上面的去耦電路也是影響RE的一個(gè)重要因素,。

3) 其它不合理的電路,。

經(jīng)典案例 -  PGND－GND跨接電容造成輻射超標(biāo)

數(shù)通某產(chǎn)品在RE測(cè)試時(shí)，165MHz不滿(mǎn)足Class A裕量要求,，測(cè)試結(jié)果如下：

查看單板布局,，發(fā)現(xiàn)地分割處布局如下圖：

由于單板的總線(xiàn)頻率為33MHz，165MHz恰為33MHz的5倍頻,，分析干擾可能是從GND耦合到PGND,，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)，從而導(dǎo)致輻射超標(biāo),。從上圖可以看到跨接電容不是兩個(gè)管腳直接跨接在PGND和GND之間,，而是從GND引線(xiàn)到PGND，然后再接跨接電容,，因此懷疑是這段走線(xiàn)將干擾耦合到了PGND,，使跨接電容沒(méi)有起到作用。將該走線(xiàn)刮斷,，重新測(cè)試,，測(cè)試結(jié)果如下：

165Mhz頻點(diǎn)基本消失，為了確認(rèn)電容跨接在地分割上,，是否和割斷有同樣的效果,，把電容跨接在地分割上重新測(cè)試，發(fā)現(xiàn)結(jié)果是仍然超標(biāo),。

這個(gè)案例說(shuō)明,，GND和PGND之間的電容連接有時(shí)候會(huì)導(dǎo)致GND上面的干擾耦合到PGND上面去，在PGND上面造成干擾,，然后通過(guò)電纜輻射出去,，導(dǎo)致輻射超標(biāo)。 

電源端口與輻射發(fā)射之間的關(guān)系

工程師通過(guò)多年的行業(yè)工作積累,，總結(jié)出一系列關(guān)于產(chǎn)品輻射超標(biāo)原因的分析案例,。此為系列（四）電源端口與輻射發(fā)射之間的關(guān)系。電源引起的輻射超標(biāo)所指的是系統(tǒng)內(nèi)部通過(guò)各種途徑耦合到電源線(xiàn)上的干擾,，通過(guò)電源線(xiàn)傳導(dǎo)出設(shè)備,，然后再通過(guò)電源線(xiàn)輻射出去現(xiàn)象,。

干擾源向周?chē)臻g的輻射發(fā)射可根據(jù)天線(xiàn)與電波傳播理論來(lái)計(jì)算，構(gòu)成空間輻射的條件一是要有共模驅(qū)動(dòng)源,，二是要有共模天線(xiàn),。任何兩個(gè)金屬體之間只要存在RF電位差，就構(gòu)成一副不對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn),。系統(tǒng)內(nèi)的噪聲是共模驅(qū)動(dòng)源,，拉出機(jī)柜的電源線(xiàn)可看成天線(xiàn)的一極，電源線(xiàn)上的共模輻射可以近似等效成單極子天線(xiàn)的輻射,。模型如下所示：

單極子天線(xiàn)在自由空間的輻射遠(yuǎn)場(chǎng)分布公式近似如下：
 

I為電流,，l為線(xiàn)纜長(zhǎng)度，測(cè)試點(diǎn)r為距離天線(xiàn)的距離

上式的適用條件是忽略了天線(xiàn)上的電流分布,，適用于 ,，把導(dǎo)線(xiàn)當(dāng)短線(xiàn)處理的情況。這個(gè)公式可用來(lái)估算RE電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)的輻射強(qiáng)度,。因?yàn)橐话憔€(xiàn)纜輻射為寬帶輻射,，頻段一般在200MHz，尤其對(duì)電源線(xiàn)而言,，輻射主要集中在幾十MHz左右,。以50MHz為例，對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為6m,，一般的電源線(xiàn)長(zhǎng)度均在2m以?xún)?nèi),，基本上可以當(dāng)作短線(xiàn)處理。

用電流探頭卡在設(shè)備的電源線(xiàn)或者信號(hào)線(xiàn)束上,，測(cè)出線(xiàn)束上的電流,，取平均值帶入上式，即可估算出遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)分布,。

由于電源問(wèn)題導(dǎo)致的RE測(cè)試超標(biāo)的問(wèn)題很多,，總結(jié)歸納一下，由于電源問(wèn)題導(dǎo)致RE超標(biāo)的具體形式有：

1. 濾波器的安裝問(wèn)題,。濾波器在安裝一定要確保濾波器殼體良好接地。因?yàn)槲覀兯獞]掉的干擾主要是縱向干擾,，也就是對(duì)地地干擾,。如果濾波器不能良好接地，就不能對(duì)縱向模干擾進(jìn)行濾波,。其次,，濾波器的安裝位置。濾波器作為一種抑制傳導(dǎo)干擾的器件,，還應(yīng)該和機(jī)殼（屏蔽體）配合使用,。干擾信號(hào)的輸入端一定要在屏蔽體內(nèi)部,，在可能的條件下，輸出端應(yīng)接到屏蔽體的外部,。這樣來(lái)自機(jī)殼內(nèi)部的干擾既不會(huì)通過(guò)電源線(xiàn)傳導(dǎo)出去,，又不能通過(guò)空間輻射出去。

屏蔽體上電源線(xiàn)濾波器的安裝方法

2. 這是我們最容易犯的一種錯(cuò)誤,，就是經(jīng)過(guò)濾波后的電纜,，同其他帶有干擾的電纜捆扎或者并行走線(xiàn)。由于線(xiàn)纜之間存在很大的分布電容,，干擾很容易從其它電纜耦合到“干凈的”電源線(xiàn)上,，通過(guò)電源線(xiàn)對(duì)外輻射。

3. 電源模塊干擾過(guò)大,，或者單板電源電路設(shè)計(jì)存在缺陷,。無(wú)論是外購(gòu)電源還是自己設(shè)計(jì)的電源，如果自身設(shè)計(jì)存在缺陷,，干擾過(guò)大,，無(wú)論系統(tǒng)濾波器是否滿(mǎn)足要求，都有可能導(dǎo)致對(duì)外有強(qiáng)烈輻射,。電源部分濾波電路設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題有電源環(huán)路問(wèn)題,，濾波電路器件選擇有誤，濾波電路的形式,，濾波電路位置和布局（容易產(chǎn)生前后級(jí)耦合）,，濾波電路的接地問(wèn)題等。

在測(cè)試過(guò)程中,，測(cè)試人員對(duì)單板的電源端口所能采取的定位措施最多的是修改濾波電路的差?；蛘吖材ｋ娙葜狄约案鼡Q共模電感的大小。一般說(shuō)來(lái),，差模和共模濾波電容的容值越大越好,，但是容值過(guò)大，又存在上電沖擊和打火以及漏電流過(guò)大的問(wèn)題,；濾波電感的值也是越大越好,，但又要受到通流量和體積的限制。 

電纜導(dǎo)致RE超標(biāo)原因分析

工程師通過(guò)多年的行業(yè)工作積累,，總結(jié)出一系列關(guān)于產(chǎn)品輻射超標(biāo)原因的分析案例,。此為系列（五）電纜導(dǎo)致RE超標(biāo)原因分析。輻射發(fā)射測(cè)試定位過(guò)程中有這樣一條經(jīng)驗(yàn)：在首次測(cè)試不能通過(guò)后,，拔掉所有的電纜繼續(xù)測(cè)試,，如果在不帶電纜的條件下，干擾有很大下降的話(huà)，測(cè)試人員就需要從電纜入手分析輻射超標(biāo)的原因,。

電纜輻射的原因

電纜的輻射起決定作用的是共模輻射,。一個(gè)典型的電纜可以看作是單極驅(qū)動(dòng)的天線(xiàn)，其輻射場(chǎng)可以通過(guò)簡(jiǎn)單模型計(jì)算出來(lái)：

1）  電纜長(zhǎng)度l超過(guò)1/4工作波長(zhǎng)時(shí)候【即：l（m）≥75/f(MHz)】,，且

2）  電纜距離地面的高度超過(guò)約0.1工作波長(zhǎng),，【即h（m）≥30/f(MHz)】

那么這時(shí)候，可以通過(guò)下面公式計(jì)算：

式中,，Icm為共模電流（mA）,，D為到接受天線(xiàn)的距離（m）。

共模干擾的來(lái)源可以分為兩部分,。一是電纜上的差模信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的信號(hào),，二是系統(tǒng)內(nèi)共模干擾源直接耦合到電纜上的共模信號(hào)。在測(cè)試中關(guān)于電纜問(wèn)題出現(xiàn)最多的原因包括：

1. 電纜連接器與機(jī)殼搭接不良,。

連接器作為一種透穿設(shè)備殼體的器件,，如果和機(jī)殼搭接不良，就會(huì)把系統(tǒng)內(nèi)部的干擾從機(jī)殼內(nèi)部帶出來(lái),，通過(guò)電纜輻射出去,。由于趨服效應(yīng)，PCB上的干擾源在機(jī)殼內(nèi)表面上感應(yīng)出象波濤一樣強(qiáng)烈的噪聲干擾電流/電壓,，只要機(jī)殼上面的縫隙不大于波長(zhǎng)的1/20, 我們認(rèn)為這些干擾只存在機(jī)殼的內(nèi)表面上,。如下圖所示，如果連接器和機(jī)殼搭接不良,，在連接器的表面和機(jī)殼的內(nèi)表面之間必定存在著較大的分布電容（因?yàn)榫嚯x很?。瑱C(jī)殼內(nèi)表面上的干擾很容易耦合到連接器上,，通過(guò)連接器傳導(dǎo)出機(jī)殼,，在電纜上造成對(duì)外輻射。

很多設(shè)計(jì)工程師認(rèn)為,，在連接器設(shè)計(jì)的時(shí)候,，連接器的外殼已經(jīng)通過(guò)接地管腳很好的接到PCB上的大地了，所以連接器不必再和機(jī)殼相連,。其實(shí),，屏蔽連接器與機(jī)殼相連的主要目的并不僅僅是簡(jiǎn)單的金屬搭接，而是為了使得機(jī)箱組成一個(gè)連續(xù)的屏蔽體,?？梢哉f(shuō)屏蔽電纜的屏蔽層是屏蔽機(jī)殼的外延。

內(nèi)部干擾通過(guò)連接器傳出殼體示意圖

當(dāng)連接器與機(jī)殼的內(nèi)表面搭接良好的時(shí)候,，連接器與機(jī)殼組成了一個(gè)連續(xù)的屏蔽體，可以認(rèn)為機(jī)殼上的干擾只存在屏蔽體的內(nèi)表面上,，傳出機(jī)殼的連接器上不存在干擾,，就不會(huì)造成線(xiàn)纜輻射,。

連接器搭接良好內(nèi)部干擾示意圖

2. 線(xiàn)纜插頭外殼與電纜屏蔽層搭接不良。

因?yàn)檫@種原因?qū)е螺椛浒l(fā)射超標(biāo),，需要將電纜插頭剝開(kāi),，加以確認(rèn)。電纜屏蔽層必須和接頭外殼進(jìn)行360度搭接,，而常見(jiàn)的錯(cuò)誤搭接情況是,，或者電纜設(shè)計(jì)者沒(méi)有搭接的意識(shí)，要么僅僅部分搭接,。必須承認(rèn)的是,，尤其是對(duì)于DB接頭，搭接確實(shí)存在一定的技術(shù)問(wèn)題,。目前我們靠的是用銅箔膠帶纏繞加焊接的方式進(jìn)行搭接,，很容易出現(xiàn)搭接不良的現(xiàn)象。不良的搭接意味著在接頭屏蔽殼和電纜屏蔽層組成的屏蔽體上開(kāi)了一個(gè)洞,，使得本來(lái)存在于導(dǎo)體內(nèi)表面的干擾泄漏到外表面,，造成對(duì)外輻射。

3. 對(duì)屏蔽層應(yīng)該雙端接地的電纜的不正確處理,。

這種電纜包括多芯E1線(xiàn),，用戶(hù)線(xiàn)等。測(cè)試時(shí)候要保證遠(yuǎn)端的接頭處屏蔽層良好接地,，并且將遠(yuǎn)端的接頭放置于暗室轉(zhuǎn)臺(tái)的下方,，防止內(nèi)部芯線(xiàn)上的干擾對(duì)外輻射。因?yàn)闊o(wú)論屏蔽電纜多長(zhǎng),，內(nèi)部的芯線(xiàn)總要從屏蔽層里面伸出來(lái),，這時(shí)候屏蔽層就有了缺口，內(nèi)部的干擾就會(huì)從這個(gè)缺口泄漏出來(lái)對(duì)外輻射,。

理論上講,，低于100KHz～1MHz的信號(hào)，為了避免地環(huán)路干擾,，屏蔽線(xiàn)采用單端接地,；而更高頻率的信號(hào)，當(dāng)線(xiàn)纜鋪設(shè)長(zhǎng)度可以和信號(hào)波長(zhǎng)相比擬時(shí),，為了避免駐波效應(yīng),，對(duì)屏蔽線(xiàn)采取多點(diǎn)接地方式。對(duì)于一根寬帶信號(hào)電纜,，如果既傳送低頻信號(hào)又傳送高頻信號(hào),，那么為了兼顧不同頻率的接地方式，就要采用混和接地。其實(shí),，對(duì)于低頻信號(hào)其本身對(duì)外的輻射就比較低,，甚至可以不用采用屏蔽電纜。采用屏蔽電纜的目的就是為了遏制高頻的對(duì)外干擾,，應(yīng)該采用多點(diǎn)接地,。要注意采用多點(diǎn)接地會(huì)帶來(lái)地環(huán)路問(wèn)題，盡管在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中這個(gè)問(wèn)題并不一定能夠顯現(xiàn)出來(lái),。 

4. 信號(hào)電纜的鋪設(shè),。

存在較大干擾電流的電纜，如果不具備對(duì)外輻射的條件（譬如線(xiàn)纜長(zhǎng)度較短等）,，其本身不會(huì)造成對(duì)外輻射干擾,，但是如果這種電纜和其他電纜之間存在耦合，就可能把這些干擾耦合到具有對(duì)外輻射條件的電纜上去,，造成干擾,。所以， 對(duì)于一些速率較高干擾大的電纜,，譬如E1電纜,，XDSL電纜，E3電纜,、155M電纜,、時(shí)鐘電纜等，在機(jī)柜內(nèi)敷設(shè)時(shí)可以緊靠機(jī)柜殼體走線(xiàn),，通過(guò)電纜和機(jī)殼之間的分布電容,，為高頻干擾提供一個(gè)低阻抗接口通路。同時(shí)要單獨(dú)走線(xiàn),，注意保持與其他電纜的距離,。

對(duì)電纜進(jìn)行有條例的鋪設(shè)，不僅可以使人看上去美觀(guān),，整潔,，而且對(duì)減少電纜間的耦合也有好處，應(yīng)該是每一個(gè)測(cè)試人員應(yīng)該養(yǎng)成的習(xí)慣,。

5. 金屬體不作搭接穿過(guò)屏蔽機(jī)殼,。

任何穿越金屬屏蔽體的金屬都有可能把內(nèi)部的干擾帶出。屏蔽電纜與機(jī)柜不作任何搭接直接引出機(jī)柜也是測(cè)試中產(chǎn)品測(cè)試人員經(jīng)常忽視的一個(gè)問(wèn)題,，應(yīng)當(dāng)在出口處用連接機(jī)殼的金屬網(wǎng)包扎住,，或者用帶有金屬絲網(wǎng)襯墊的卡線(xiàn)槽卡住電纜的屏蔽體。

.6. 其他計(jì)存缺陷,。

電纜設(shè)計(jì)如果存在缺陷,，譬如屏蔽層編制密度低,，平衡度差；或者電路上信號(hào)驅(qū)動(dòng)較大,，信號(hào)質(zhì)量存在問(wèn)題,，濾波器件不滿(mǎn)足要求等也會(huì)導(dǎo)致電纜輻射超標(biāo)。

典型案例分析

1. 機(jī)柜接地線(xiàn)帶來(lái)的輻射,。

B產(chǎn)品進(jìn)行輻射發(fā)射測(cè)試時(shí)，在不帶業(yè)務(wù)線(xiàn)只帶DC電源線(xiàn)和地線(xiàn)條件下發(fā)現(xiàn)30M～300MHz低頻段內(nèi)干擾很大,，超出B級(jí)限值約20dBuV/m,。

經(jīng)查，B產(chǎn)品在的BGND和PGND在機(jī)內(nèi)匯接,，通過(guò)較長(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)AG與機(jī)柜屏蔽體相連接,，參見(jiàn)下圖所示。

因?yàn)锳G線(xiàn)較長(zhǎng),，上面存在比較大的高頻阻抗，可有效感應(yīng)到機(jī)內(nèi)各種干擾信號(hào),。機(jī)柜殼體與接地點(diǎn)A存在高頻電壓VAG，接地線(xiàn)AG形成發(fā)射天線(xiàn),，造成整機(jī)輻射發(fā)射嚴(yán)重超標(biāo),。

將接地線(xiàn)改為在機(jī)外,，PGND與機(jī)柜直接短接，使AG近似為0,，即VAG＝0,，從而消除接地線(xiàn)與機(jī)柜殼體的天線(xiàn)效應(yīng),。改進(jìn)后,，重新測(cè)試,，從下圖可看出,，低端輻射大幅度下降,，整機(jī)輻射發(fā)射在Class B限制線(xiàn)下且有6dB余量,。

這個(gè)案例告訴我們：屏蔽體內(nèi)部的地線(xiàn)一定要短,，保證內(nèi)部干擾不耦合到接地線(xiàn)上,。對(duì)于屏蔽機(jī)柜,，接地點(diǎn)要選擇在機(jī)柜的外表面,，對(duì)于非屏蔽機(jī)柜,，接地點(diǎn)盡量選擇在機(jī)柜外表面,，如果一定要選擇內(nèi)表面，內(nèi)部走線(xiàn)一定要短,。

 2. 電纜連接器搭接不良導(dǎo)致輻射超標(biāo),。

某產(chǎn)品輻射發(fā)射測(cè)試超標(biāo),，經(jīng)過(guò)定位,，當(dāng)設(shè)備引出E1線(xiàn)后，輻射發(fā)射測(cè)試結(jié)果就超標(biāo),。問(wèn)題確認(rèn)為E1端口問(wèn)題,。

將E1電纜與接口連接器拆開(kāi)后發(fā)現(xiàn)：E1電纜屏蔽編織層只通過(guò)幾條金屬絲焊接到DB68連接器金屬外殼上,。在高頻情況下,，幾條金屬絲上面必定存在著較大的交流阻抗,，也就是說(shuō)電纜的屏蔽層和設(shè)備的屏蔽機(jī)殼之間不能形成電氣連續(xù)的屏蔽體,。機(jī)箱內(nèi)表面的干擾可以從線(xiàn)纜屏蔽層和機(jī)箱之間形成的縫隙中泄漏出來(lái)，耦合到電纜屏蔽層上,，形成對(duì)外輻射。

將E1電纜屏蔽層與DB68連接器金屬殼用銅箔包好,，并在銅箔與屏蔽層,、銅箔與銅箔交接處進(jìn)行焊接，使銅泊與連接器良好搭接,。處理后，測(cè)試結(jié)果完全能達(dá)到限值要求,，并且還滿(mǎn)足余量,。

處理后的E1電纜連接器和屏蔽層形成一個(gè)整體