EMC测试包括哪些内容及如何更好的排除故障
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EMC测试包括哪些内容及如何更好的排除故障
　　所谓EMC就是：开关电源模块设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。EMC测试包括两大方面内容：对其向外界发送的电磁骚扰强度进行测试，以便确认是否符合有关标准规定的限制值要求;对其在规定电磁骚扰强度的MTD2002电磁环境条件下进行敏感度测试，以便确认是否符合有关标准规定的抗扰度要求。对于从事单片机应用系统设计的工程技术人员来说，掌握一定的EMC测试技术是十分必要的。EMC是电磁兼容(Electro-Magnetic Compatibility)的缩写，它包括MTD2002电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)两部分。由于电器产品在使用时对其它电器有电磁干扰，或受到其它电器的电磁干扰，它不仅关系到产品工作的可靠性和安全性，还可能影响其它开关电源模块电器的正常工作，甚至导致安全危险。　　1 单片机系统EMC测试　　(1)测试环境　　为了保证测试结果的准确和可靠性，电磁兼容性测量对测试环境有较高的要求，测量场地有室外开阔场地、屏蔽室或电波暗室等。　　(2)测试设备　　电磁兼容测量设备分为两类：一类是电磁干扰测量设备，设备接上适当的传感器，就可以进行电磁干扰的测量;另一类是在开关电源模块电磁敏感度测量，MTD2002设备模拟不同干扰源，通过适当的耦合/去耦网络、传感器或天线，施加于各类被测设备，用作敏感度或干扰度测量。　　(3)测量方法　　电磁兼容性测试依据标准的不同，有许多种测量方法，但归纳起来可分为4类;传导发射测试、辐射发射测试、传导敏感度(抗扰度)测试和辐射敏感度(抗扰度)测试。　　(4)测试诊断步骤　　图1给出了一个设备或系统的电磁干扰发射与故障分析步骤。按照这个步骤进行，可以提高测试诊断的效率。　　(5)测试准备　　①试验场地条件：EMC测试实验室为电波半暗室和屏蔽室。前者用于辐射发射和辐射敏感测试，后者用于传导发射和传导敏感度测试。　　②环境电平要求：传导和辐射的电磁环境电平最好远低于标准规定的极限值，一般使开关电源模块环境电平至少低于极限值6dB。　　③试验桌。　　④测量设备和被测设备的隔离。　　⑤敏感性判别准则：一般由被测方提供，并实话监视和判别，以测量和观察的方式确定性能降低的程度。　　⑥被测设备的放置：为保证实验的重复性，对被测设备的放置方式通常有具体的规定。　　(6)测试种类　　传导发射测试、辐射发送测试、传导抗扰度测试、辐射抗扰度测试。　　(7)常用测量仪　　电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)测试，需要用到许多电子仪器，如频谱分析仪、电磁场干扰测量仪、信号源、功能放大器、示波器等。由于EMC测试频率很宽(20Hz～40GHz)、幅度很大(μV级至kW级)、模式很多(FM、AM等)、姿态很多(平放、斜放等)，因此正确地使用电子仪器非常重要。测量电磁干扰的合适仪器是频谱分析仪。频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器，它显示的波形称为频谱。频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点，能够精确测量各个MTD2002频率上的干扰强度，用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量。　　在解决电磁干扰问题时，最重要的一个问题是判断干扰的来源。只有准确将干扰源定位后，才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源泉是最简单的方法，因为在信号的所有特征中，频率特征是最稳定的，并且电路设计人员往往对电路中各个部位的信号频率都十分清楚。因此，只要知道了干扰信号的频率，就能够推测出干扰是哪个部位产生的。对于电磁干扰信号，由于其幅度往往远小于正常工作信号，用频谱分析仪做这种测量是十分简单的。由于频谱分析仪的开关电源模块中频带宽较窄，因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉，精确地测量出干扰信号频率，从而判断产生干扰信号的电路。　　2 电磁兼容故障排除技术　　(1)传导型问题的解决　　①通过串联一个高阻抗来减少EMI电流。　　②通过并联一个低阻抗将EMI电流短路到地或引到其它回路导体。　　③通过电流隔离装置切断EMI电流。　　④通过其自身作用来抑制EMI电流。　　(2)电磁兼容的容性解决方案　　一种常见的现象是不把滤波电容的一侧看成直接与一个分离的阻抗相连，而看成与传输线相连。典型的情况是，当一条MTD2002输入输出线的长度达到或超过1/4波长时，该传输线变“长”。实际可以用下式近似表示这种变化：　　l≥55/f　　式中：l单元为m，f单位为MHz。这个公式考虑了平均传播速度，它是开关电源模块自由空间理论的0.75倍。　　a. 电介质材料及容差　　电磁干扰滤波使用的大部分电容是无极性电容。　　b. 差模(线到线)滤波电容性电容。　　c. 共模(线到地/机壳)滤波电容　　共模(CM)去耦通常使用小电容(10～100nF)。小电容可以将不期望的高频电流在其进入敏感电路之前或在其离MTD2002噪声电路较远时就将其短路到机壳上去。为了得到良好的高频衰减电路，减小或消除寄生电感是关键之所在。因此有必要使用超短导线，尤其希望使用无引线元器件。　　(3)感性、串联损耗电磁兼容解决方案　　就电容而言，Zs和Z1如果不是纯电阻的话，在计算频率时，要使用它们的实际值。电容器串联在电源或信号电路时，必须满足：　　①流过的工作电流不应该引起电感过热或过大的有过之而无不及降;　　②流过的电流不能引起电感磁饱和，尤其是对高导磁材料是毫无疑问的。　　解决方案有以下几种：　　*磁芯材料;　　*铁氧体和加载铁氧体的电缆;　　*电感、差模和共模;　　*接地扼流圈;　　*组合式电感电容元件。　　(4)辐射型问题的解决　　在很多情况下，辐射电磁干扰问题可能在传导阶段产生并被排除，还有些解决方案是可以抑制干扰装置在开关电源模块辐射传输通道上，就像场屏蔽那样工作。根据屏蔽理论，这种屏蔽的效果主要取决于电磁干扰源的频率、与屏蔽装置之间的距离以及电磁干扰场的特性——电场、磁场或者平面波。　　①导体带。使用铜或铝带要吧简单快速地建立一种直接的屏蔽和低阻连连接或总线。它们对于临时的解决方案和相对永久的解决方案来说是很方便的。厚度在0.035～0.1mm之间，并且背面带有导电黏合剂以便安装。如果使用铜导电带，其通过电阻约20mΩ/cm2。应用场合：电气屏蔽罩;发生故障时泄露点定位;作为一个应急的解决方案，将MTD2002塑料连接器变成金属的、屏蔽普通的扁平电缆等。　　②网状屏蔽带和拉链式外套。涂锡的钢网带：主要用来安装在一个已经装配好的电费护套上作为一种易安装的绷带型的屏蔽罩。为了降低电费的磁场辐射或敏感问题，钢网带是一种有效的解决方案。　　拉链式屏蔽外套：当有明显迹象表明电费是主要的引起EMI耦合的原因时使用。　　③EMI密封垫。应用场合：当下述条件存在，并且需要真正的SE时，EMI密封垫是最常用的解决辐射问题、敏感问题、ESD、电磁脉冲和TEMPEST问题的方法。　　*已经把机箱泄漏确认为主要的辐射路径。　　*啮合面不够光滑、平整或不够硬、本身无法提供良好的连接接触。　　④窗口和通风板的EMI屏蔽：适合对孔径的屏蔽。　　平面波的大概模型是：　　SE≈104(-20-lgl)-20lgf　　式中，SE单位为dB;l为网格或网孔的尺寸，单位为f单位为MHz。当然，随着频率的下降，网孔的MTD2002屏蔽效率SE的上限受限于金属本身。在近区场，对H场的屏蔽，其屏蔽功率SHE不受频率的影响，可由下式近似得出：　　SEH≈10lg(πr/l)　　其中，r为源到屏蔽罩之间的距离，l为网孔尺寸，两者单位均为mm。　　⑤导电涂料：应用于在系统的塑料外壳建立EMI屏蔽罩、发送现有普通的或恶化的导电表面的屏蔽效能SE、防止ESD或静电积累现象、增大结合面或密封垫片的接触面积。　　⑥导电箔：铝是一种良导体，在10MHz以下没有吸收损耗，但它对于电场的任何频率都有较好的反射损耗。应用场合请参阅有关资料。　　⑦导电布：可应用于任何100kHz到GHz级频率范围需要达到30～30dB衰减的立体屏蔽场合中。　　3 电磁兼容性新器件新材料的应用　　3.1 电源线滤波器　　电源线滤波器安装在电源线与电子设备之间，用于开关电源模块拟制电能传输中寄生的电磁干扰，对提高设备的可靠性有重要作用。滤波器允许一些频率通过，而对其它频率的成份加以拟制。根据干扰源的特性、频率范围、电压和阻抗等参数及负载特性的要求，适当选择滤波器。　　3.2 信号阻隔变压器　　脉冲型(数字或晶闸管门驱动)或模拟隔离式变压器与交流电源中使用的隔离变压器与交流电源中使用的MTD2002隔离变压器的原理相同，但传输频带却完全不同，有用信号处理对变压器的一些性能要求(例如失真、3dB带宽、损耗、对称性、阻抗、脉冲延时等)非常严格。这种变压器属于宽带设备，最高频率与最低频率的比值fMAX/fMIN达到数十倍。通过在发送端或接收端切断共模地环路，隔离变压器在不改变差模信号的同时拟制共模噪声。由于共模电压是加在变压器一次侧、二次侧的两边，这种隔离器必须具有较高的击穿电压：典型值为1.5kV，某些场合则高达10kV。　　信号变压器的主要优点是它的简单、耐用、持久和线性，而且价格适中。当频率增加时，其电磁兼容性能下降。　　应用场合：　　*当需要环路隔离时，其频率范围从直流到几十MHz;　　*在低噪声和低失真条件下传输模拟小信号(≤10mV)时，信号线上可能存在几V至几kV的共模电压;　　*在晶闸管应用电路中，将触发器驱动电路与共模电压隔离;　　*作为一个现场解决方案，可用来切断一个地环路和搭建一个平衡连接或非平衡连接传输线路。　　3.3 电源隔离变压器、电源稳压器和不间断电源　　(1)电源隔离变压器　　普通的隔离变压器可以在低频范围切断开关电源模块主电源线的接地环路。当频率升高时，MTD2002电气隔离由于一次侧间寄存电容C1-2的存在而下降。为了减少寄生电容的影响，可以使用落系、螺旋状、分立式的一次和二次绕组，这样可以将寄生电容减小为原为的1/3～/10。　　(2)法拉第屏蔽变压器　　在一次和二次线圈之间包着一层铝箔或铜箔，并使之不与线圈接触以免形成短路。法拉第屏蔽或静电屏蔽层接地。应用范围如下：　　*应用于入室电源或电源分配箱上，作为简单1：1的隔离变压器，隔离50/60Hz的地环路;　　*在同一系统中的某一部分重新产生对地保持中性的交流电源，与总电源分配点保持电气隔离;　　*应用于当系统中存在很大的对地漏电电流时，防止过渡频繁触发系统中的接地故障检测器;　　*可以与电源线滤波器结合使用，电源线滤波器的衰减特性仅开始于几十或几百kHz以上。　　3.4 暂态抑制器　　变阻器和固态变阻器(transzorbs)是具有非线性V-I特性曲线的元件，可以作为稳压元件。当电压通过该器件后就被箝位在等于或大于击穿电压VBR的电压值上。该器件的响应速度快，但在处理的能量值上有一定限制。　　3.5 搭接、接地连续性和减少RF阻抗器件　　①接地编织层或开关电源模块金属带宽而扁的导线比同样横截而积的圆导线具有较小的电感。作为优先的选择参考，可以使用：　　*扁平金属带;　　*带有扁平接地端子的扁平编织层;　　*圆形、多股绞线的跳线。　　②印制电路板(PCB)接地垫片。为了建立一个更直接的低阻扰电磁干扰电流接收器，需要使用接地垫片。通常在树脂型垫片中间有一个弹簧夹，用以在一边的OV铜板上和加一边PCB的安装底盘上提供较强的可靠压力。由于弹簧是铜锡材料制成的，电气接触性能良好，接触电阻为mΩ数量级。　　③金属电费线槽及其肥共的金属编织层。金属电缆托架、公共导线和金属编织层的作用是传输几个相互连接的MTD2002设备之间的部分接地EMI环流。可以把它看作是不同底盘或地线之间的共模短路通道，但实际上除了直流或交流50/60Hz，这种方法不能应用于较长的距离;可用于计算机室、工厂车间或其它有许多非屏蔽电费的大型场地，不可能或很难将它们换成屏蔽电费或装入管道。　　④地阻抗减小，垫高的金属底板接地衬垫。为了减少传导瞬态干扰的输入和周围环境射频场对系统的影响，可以通过设置室内参考接地板或接地网络加以改善。通过这种方法，可以很容易地在高达几百MHz的频率上达到20dB的改善，也可以减少在同一个房间里的不同设备之间的地电位偏差。　　另一种开关电源模块技术：在室内，建议安装抬高的金属底板(RMF)，利用地砖的筋条作为接地参考栅格;把把塑料减震垫片换成导电减震垫片，就可以建立很好的、持久的电气连接。　　②临时接地板。这种后各解决方案最初是IBM公司的安装规划工程师们使用的，即安装一块铜板或电镀钢板。对于那些没有“实际地”的场合，由于临时接地板与建筑特结构之间有较大的电容(300～1000pF)，这给电磁干扰滤波器、瞬态保护器和隔离变压器的法拉第屏蔽层提供了有较的吸收装置。在高频端，这种虚地比长的、绿的或黄绿的MTD2002接地导线更有效。　　结语　　在实际开关电源模块EMC测试应用中，除了通过标准资格实验室的鉴定测试以外，还有两种可行的方法也是被业界所认可的：TCF(Technical Construction File)和Self Ceritification(自检证明)。抗干扰能力测试是十分实用的测试项目。实现开关电源模块电磁兼容的最好办法是，将所有的数字及模拟电路均视为对高频信号响应的电路，用MTD2002高频设计方法来处理电费屏蔽、PCB布线和共模滤波。采用整块地平面和电源面也很重要，对MTD2002模拟电路也该如此，这样做有利于限制高频共模环环。大多数瞬态干扰均属高频，并产生很强的辐射能量。
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产品EMC辐射超标原因分析
导读：造成辐射超标的原因是多方面的，接口滤波不好，结构屏效低，电缆设计有缺陷都有可能导致辐射发射超标，但产生辐射的根本原因却在PCB的设计。从EMC方面来关注PCB，主要关注这几个方面：⑴从减小辐射骚扰的角度出发，应
造成EMC辐射超标的原因是多方面的，接口滤波不好，结构屏效低，电缆设计有缺陷都有可能导致辐射发射超标，但产生辐射的根本原因却在PCB的设计。从EMC方面来关注PCB，主要关注这几个方面：
1. 从减小辐射骚扰的角度出发，应尽量选用多层板，内层分别作电源层、地线层，用以降低供电线路阻抗，抑制公共阻抗噪声，对信号线形成均匀的接地面，加大信号线和接地面间的分布电容，抑制其向空间辐射的能力。
2. 电源线、地线、印制板走线对高频信号应保持低阻抗。在频率很高的情况下，电源线、地线、或印制板走线都会成为接收与发射骚扰的小天线。降低这种骚扰的方法除了加滤波电容外，更值得重视的是减小电源线、地线及其他印制板走线本身的高频阻抗。因此，各种印制板走线要短而粗，线条要均匀。
3. 电源线、地线及印制导线在印制板上的排列要恰当，尽量做到短而直，以减小信号线与回线之间所形成的环路面积。
4. 电路元件和信号通路的布局必须最大限度地减少无用信号的相互耦合。
在PCB的不同的设计阶段所关注的问题点不同。
在元器件布局阶段需要注意：
1. 接口信号的滤波、防护和隔离等器件是否靠近接口连接器放置，先防护，后滤波；电源模块、滤波器、电源防护器件是否靠近电源的入口放置，尽可能保证电源的输入线最短，电源的输入输出分开，走线互不交叉；
2. 晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件或敏感器件是否远离单板拉手条、连接器；
3. 滤波电容是否靠近IC的电源管脚放置，位置、数量适当；
4. 时钟电路是否靠近负载，且负载均衡放置；
5. 接口滤波器件的输入、输出是否未跨分割区；除光耦、磁珠、隔离变压器、A/D、D/A等器件外，其它器件是否未跨分割区；
在PCB布线阶段需要注意：
1. 电源、地的布线处理无地环路，电源及与对应地构成的回路面积小；
2. 差分信号线对是否同层、等长、并行走线，保持阻抗一致，差分线间无其他走线；
3. 时钟等关键信号线是否布内层（优先考虑优选布线层），并加屏蔽地线或与其他布线间距满足3W原则，关键信号走线是否未跨分割区；
4. 是否无其他信号线从电源滤波器输入线下走线，滤波器等器件的输入、输出信号线是否未互相并行、交叉走线；
尽管我们制定了种种PCB布局布线规则，但是在实现这些规则的时候，无论我们如何努力，设计中的缺陷总是象病魔一样挥之不去。因为实际设计的时候总会存在这样或者那样的原因使得我们无法完全满足设计规则。但是往往这些无法满足规则的地方给以后的认证带来麻烦：
1. 辐射源距离接口太近
最典型的辐射源莫过于晶振，每一个PCB工程师都知道晶振应该远离I/O接口，但是产品设计工程师所要求的PCB往往尺寸有限，器件繁多，于是在经过种种考虑后，PCB工程师“不得不”把晶振放置在了I/O接口处。无论在其他地方化了多少心思去考虑EMC，一个不合理布局的晶振会很轻易将你的努力毁于一旦。
在PCB设计时首先要考虑辐射源的排放位置，尽量远离拉手条和电源输入端口。对于晶振，在PCB上的影射区域一定要铺铜处理，其输出端引线不允许走PCB的表层，应走在内层（如能再做包地走线处理则更为理想）。另外，PCB层划分和分层也是影响辐射发射指标的一个关键因素，应该结合单板的具体情况统筹考虑处理。
经典案例描述
M产品进行EMC摸底测试，发现在50MHz、75MHz频点严重超标，在100MHz、125MHz……等25MHz的倍频点的幅值也很大，接近CLASS A级限值线。
由幅值较高的频点均为25MHz倍频的实验现象，怀疑设备内部存在25MHz晶振并且对该晶振的处理不当。经查，发现有两种接口板上有25MHz晶振。近场探测证实正是这两块板附近25MHz的倍频点发射较大。检查单板的PCB，发现PCB及对晶振的处理主要存在以下缺陷：
1) 晶振距离拉手条过近；
2) 晶振输出端引线在PCB的表层上走了很远一段距离；
3) 晶振在PCB上的影射区域没有完整的铺铜；
4) 晶振距离电源输入端口距离过近；
5) PCB分层不合理，其中一块6层板只有一层是作了很多分割的地层。
这些因素为晶振上的骚扰提供了传播途径，骚扰可以通过临近的走线和电源线耦合到其他单板和电缆，同时还可以通过空间直接耦合到机盒外，引起辐射发射超标。
在晶振的外壳上用铜箔进行局部屏蔽和接地处理后重新测试，100MHz～300MHz之间的25MHz的谐波基本消除，50MHz和75MHZ频点的幅值也大幅下降了近10dB，可以达到指标的要求，测试通过。&&
2. 关键信号线未布内层
关键信号线特别是时钟线要走内层也是PCB布线的一个基本常识。但是哪些线属于关键信号线呢？人们往往十分注意从晶体、晶振、时钟驱动器里面出来的时钟线，却往往忽视了另一类具有周期性质的走线——譬如特定的地址线。
对于周期性信号线不仅仅自身要避免在表层过多走线，而且对于在内部与之并行临近的走线也要考虑是否允许通过过孔走出内层。
经典案例描述 - 37.5M 辐射点高
某产品在ＲＥ测试时候，在37.5M处存在较大的辐射，测试曲线如下：
因为37.5M是12.5M的3倍频，我们怀疑与板上25M晶振有关，于是将输出端33ohm电阻断开，结果37.5M辐射没了，附近频段也很干净。这说明37.5M频点确实和25M时钟有关。
经过分析，我们发现37M时钟流向图如下：
FPGA出来的A0、A1、A2、A3、A4地址线，在无业务状态下，根据协议要求 A3/A4将产生规则的......交替信号， 由25M时钟上升沿触发， 其频率是12.5MHz。 37.5MHZ正是其3次谐波。而协议要求A0 A1 A2电平每变化一次要加入1F，其信号不是周期性变化的方波。 由于我们一般认为地址线的干扰较小，不会产生周期性干扰，所以在PCB布局布线时没有注意，走在表面层，并且走线很长，到达背板后延伸至其他单板。实际这两位地址线中的信号却是周期性的矩形波，与时钟信号波形完全相同。较长的走线，周期性变化的信号，加上表面走线导致这一段线路的辐射超标。测试时候我们切断A3 A4两根地址线的始端匹配电阻，37.5M干扰消失，证明了我们的判断是正确的。
在后来的改板中纠正了设计缺陷后，37.5M干扰不再出现。
电源地平面分割不合理
在测试的时候，电源地的分割问题也是最容易出问题的地方之一。电源地平面地分割问题是PCB EMC设计中存在地老问题，不同的工程师有不同的看法，甚至到现在也没有达成统一。目前存在两种意见：
观点一： 隔离信号地系统
单板的GND是个独立的系统，不和PGND发生联系，与设备内部形成闭环系统，只通过DC/DC与外部相连。板上地PGND是结构在背板、单板上的延伸，用于屏蔽、防护器件的能量泄放、防静电。BGND是-48的回流线，出于安全考虑，BGND要和结构外壳连接，单点连接即可，通常在电源单元进设备的入口处，或者设备的供电柜上作BGND和PGND短接。
GND作为数字信号的回流地，主要是同低压电源发生能量传递关系，其绝对电位并不会影响工作状态，重要的是与电源之间产生稳定的电位差给器件工作。因而出于担心GND上面存在干扰电平或者绝对电位与机壳不一致而将其连接起来的做法理由并不充分。业内现阶段流行GND与机架连接的目的是遏制GND上的高频噪声。
GND和相应的电源作为一个隔离的系统，不会产生静电积累问题。静电积累是有前提条件，首先要有物质之间的相互摩擦；其次这种摩擦能够导致大量的电荷转移；第三，能够引起静电积累材料的往往都是绝缘的非金属，因为这些物质自身不能同空气发生缓慢的放电过程，金属和其它导电物质具备向空气缓慢放电地特质，因此它们不易产生静电积累。只要将GND完全隔离，避免使其和外界发生摩擦，就没有必要给GND接电阻到结构以泄放静电电荷。&&
观点二：统一信号地系统
产品的GND和结构主体彻底合并成同一个网络，PGND代表结构和结构在背（单）板上的衍生网络，PGND在电气网络上就是GND。这个方案的关键是如何“统一”！ GND和结构之间连接关系只有“多点接地”才是满足EMC要求的。因此每块单板需要搭配金属大平板，螺钉连接以保证良好接地，并且接地点之间间距满足二十分之一波长规则。
当GND作为信号回流通道时它就是GND，当作为静电泄放、屏蔽等用途时又是PGND。这种“一地两用”地理论基础是高频电路与电磁场和电磁波理论。对任何信号而言，信号回流走最低阻抗通道，不是物理上的最小路径。到了高频下，趋肤效应显著，即使一块金属板，正面和反面对高频都是两个通道。最低阻抗地原则和趋肤效应保证了即使GND接到结构上，高速信号地回流也不会到处都是，它始终在信号线的下方，与信号线互为耦合，环路电感达到最小。这种做法是随着电子产品信号频率不断升高，电磁兼容要求日益严酷的背景下应运而生的。实现这个规划的难度在于这个方案考虑了高频但是对低频干扰存在风险，由于结构与GND在事实上连在一起，因此，结构必须良好接大地。否则不但不能泄放干扰，相反还会引导干扰损坏器件。实现该方案的第二个难度在于“接地”。单板的GND如果通过单点和结构相连，这不是EMC的“接地”，这样做的后果是：高频干扰依然没有遏制，却给了低频干扰一个通道长驱直入。EMC接地必须多点把GND连接到结构，其次接地点之间地间距满足设备最高的主要工作频率波长的二十分之一。第三，不能完全指望螺钉接地，单板必须是金属化孔亮铜直接与结构平面“面－面”接触，并且压紧，螺钉可以用尼龙的，因为螺钉不是接地用的，螺钉达不到高频接地要求。落实这几条措施才是达到“GND接地”地目的，否则只是形式上的接地，事实上的“不良接地”。
这个方案的优点是GND上的干扰通过结构低阻抗通道泄放到大地，减小空间辐射幅度，有利于EMC。不足是增加接地系统的复杂性，并且结构成本有增加。
BGND是-48的回流线，同样原因，BGND要和结构外壳连接，单点连接即可。这个方案的结果是DC/DC两端的地通过结构短接在一起。用直流的眼光看，BGND、PGND、GND是等电位。为了达到DC/DC输入输出两端交流隔离的目的，一般要求BGND仅仅单点连接结构，并且只在设备电源入口。
对于采用－48V的单板，其－48V电源和地平面（走线）应当注意，在单板上，电源部分必须单独划分出去，要充分考虑不要和单板上面信号部分产生干扰。因为数字干扰很容易通过电源线辐射出去。&&&
经典案例－48V电源地受信号地耦合造成干扰
某基带框在RE测试时发现在频点32.76MHZ处辐射较高，准峰值为53.8dB超过CLASS A限值近4dB，结果如下图所示：
在定位过程中发现，主控板不插在槽位的时候辐射就消失，只要主控板一插上无论其它单板如何配置，该点得辐射均存在。过程中还发现在电源线上串上磁环，该点的辐射也消失。
为了确定辐射源的耦合途径,首先对背板和主控板的PCB进行了详细的审查，发现
1、cellbus时钟走线是采用两端匹配的方式，通过上拉电阻匹配到VTT层，原理图如下：
2、VTT和-48V、-48V_GND的电源平面有大面积的重合。
如果VTT滤波电容选择不合理，可能会把干扰传入VTT层，而VTT层与－48V电源层在主控板上有大面积的重合，－48V电源层很有可能被耦合到干扰。
最后经过定位确认正是VTT电源层受到CELLBUS的影响后，对－48V电源层耦合，然后通过电源线对外辐射造成超标。&&
其它辐射超标的原因
辐射发射测试通不过的时候，很多测试人员喜欢从PCB上分析超标的原因。除了PCB布局、布线外，PCB上的一些电路设计对于辐射发射也会起到决定性的作用。
1) 这种电路首推时钟线匹配电路。时钟信号的上升沿是决定对外辐射的一个重要因素，而匹配电路直接能够决定时钟的信号质量。譬如对于始端匹配的时钟电路，始端串连的电阻选择不当或者较小可能会造成时钟线上干扰较大。
2) 去耦电路。电源管脚上面的去耦电路也是影响RE的一个重要因素。
3) 其它不合理的电路。
经典案例 - &PGND－GND跨接电容造成辐射超标
数通某产品在RE测试时，165MHz不满足Class A裕量要求，测试结果如下：
查看单板布局，发现地分割处布局如下图：
由于单板的总线频率为33MHz，165MHz恰为33MHz的5倍频，分析干扰可能是从GND耦合到PGND，通过网线驱动，从而导致辐射超标。从上图可以看到跨接电容不是两个管脚直接跨接在PGND和GND之间，而是从GND引线到PGND，然后再接跨接电容，因此怀疑是这段走线将干扰耦合到了PGND，使跨接电容没有起到作用。将该走线刮断，重新测试，测试结果如下：
165Mhz频点基本消失，为了确认电容跨接在地分割上，是否和割断有同样的效果，把电容跨接在地分割上重新测试，发现结果是仍然超标。
这个案例说明，GND和PGND之间的电容连接有时候会导致GND上面的干扰耦合到PGND上面去，在PGND上面造成干扰，然后通过电缆辐射出去，导致辐射超标。&
电源端口与辐射发射之间的关系
工程师通过多年的行业工作积累，总结出一系列关于产品辐射超标原因的分析案例。此为系列（四）电源端口与辐射发射之间的关系。电源引起的辐射超标所指的是系统内部通过各种途径耦合到电源线上的干扰，通过电源线传导出设备，然后再通过电源线辐射出去现象。
干扰源向周围空间的辐射发射可根据天线与电波传播理论来计算，构成空间辐射的条件一是要有共模驱动源，二是要有共模天线。任何两个金属体之间只要存在RF电位差，就构成一副不对称振子天线。系统内的噪声是共模驱动源，拉出机柜的电源线可看成天线的一极，电源线上的共模辐射可以近似等效成单极子天线的辐射。模型如下所示：
单极子天线在自由空间的辐射远场分布公式近似如下：
I为电流，l为线缆长度，测试点r为距离天线的距离
上式的适用条件是忽略了天线上的电流分布，适用于&，把导线当短线处理的情况。这个公式可用来估算RE电源线和信号线的辐射强度。因为一般线缆辐射为宽带辐射，频段一般在200MHz，尤其对电源线而言，辐射主要集中在几十MHz左右。以50MHz为例，对应波长为6m，一般的电源线长度均在2m以内，基本上可以当作短线处理。
用电流探头卡在设备的电源线或者信号线束上，测出线束上的电流，取平均值带入上式，即可估算出远场区的场强分布。
由于电源问题导致的RE测试超标的问题很多，总结归纳一下，由于电源问题导致RE超标的具体形式有：
1. 滤波器的安装问题。滤波器在安装一定要确保滤波器壳体良好接地。因为我们所要虑掉的干扰主要是纵向干扰，也就是对地地干扰。如果滤波器不能良好接地，就不能对纵向模干扰进行滤波。其次，滤波器的安装位置。滤波器作为一种抑制传导干扰的器件，还应该和机壳（屏蔽体）配合使用。干扰信号的输入端一定要在屏蔽体内部，在可能的条件下，输出端应接到屏蔽体的外部。这样来自机壳内部的干扰既不会通过电源线传导出去，又不能通过空间辐射出去。
屏蔽体上电源线滤波器的安装方法
2. 这是我们最容易犯的一种错误，就是经过滤波后的电缆，同其他带有干扰的电缆捆扎或者并行走线。由于线缆之间存在很大的分布电容，干扰很容易从其它电缆耦合到“干净的”电源线上，通过电源线对外辐射。
3. 电源模块干扰过大，或者单板电源电路设计存在缺陷。无论是外购电源还是自己设计的电源，如果自身设计存在缺陷，干扰过大，无论系统滤波器是否满足要求，都有可能导致对外有强烈辐射。电源部分滤波电路设计的常见问题有电源环路问题，滤波电路器件选择有误，滤波电路的形式，滤波电路位置和布局（容易产生前后级耦合），滤波电路的接地问题等。
在测试过程中，测试人员对单板的电源端口所能采取的定位措施最多的是修改滤波电路的差模或者共模电容值以及更换共模电感的大小。一般说来，差模和共模滤波电容的容值越大越好，但是容值过大，又存在上电冲击和打火以及漏电流过大的问题；滤波电感的值也是越大越好，但又要受到通流量和体积的限制。&
电缆导致RE超标原因分析
工程师通过多年的行业工作积累，总结出一系列关于产品辐射超标原因的分析案例。此为系列（五）电缆导致RE超标原因分析。辐射发射测试定位过程中有这样一条经验：在首次测试不能通过后，拔掉所有的电缆继续测试，如果在不带电缆的条件下，干扰有很大下降的话，测试人员就需要从电缆入手分析辐射超标的原因。
电缆辐射的原因
电缆的辐射起决定作用的是共模辐射。一个典型的电缆可以看作是单极驱动的天线，其辐射场可以通过简单模型计算出来：
1）& 电缆长度l超过1/4工作波长时候【即：l（m）≥75/f(MHz)】，且
2）& 电缆距离地面的高度超过约0.1工作波长，【即h（m）≥30/f(MHz)】
那么这时候，可以通过下面公式计算：
式中，Icm为共模电流（mA），D为到接受天线的距离（m）。
共模干扰的来源可以分为两部分。一是电缆上的差模信号转换过来的信号，二是系统内共模干扰源直接耦合到电缆上的共模信号。在测试中关于电缆问题出现最多的原因包括：
1. 电缆连接器与机壳搭接不良。
连接器作为一种透穿设备壳体的器件，如果和机壳搭接不良，就会把系统内部的干扰从机壳内部带出来，通过电缆辐射出去。由于趋服效应，PCB上的干扰源在机壳内表面上感应出象波涛一样强烈的噪声干扰电流/电压，只要机壳上面的缝隙不大于波长的1/20, 我们认为这些干扰只存在机壳的内表面上。如下图所示，如果连接器和机壳搭接不良，在连接器的表面和机壳的内表面之间必定存在着较大的分布电容（因为距离很小），机壳内表面上的干扰很容易耦合到连接器上，通过连接器传导出机壳，在电缆上造成对外辐射。
很多设计工程师认为，在连接器设计的时候，连接器的外壳已经通过接地管脚很好的接到PCB上的大地了，所以连接器不必再和机壳相连。其实，屏蔽连接器与机壳相连的主要目的并不仅仅是简单的金属搭接，而是为了使得机箱组成一个连续的屏蔽体。可以说屏蔽电缆的屏蔽层是屏蔽机壳的外延。
内部干扰通过连接器传出壳体示意图
当连接器与机壳的内表面搭接良好的时候，连接器与机壳组成了一个连续的屏蔽体，可以认为机壳上的干扰只存在屏蔽体的内表面上，传出机壳的连接器上不存在干扰，就不会造成线缆辐射。
连接器搭接良好内部干扰示意图
2. 线缆插头外壳与电缆屏蔽层搭接不良。
因为这种原因导致辐射发射超标，需要将电缆插头剥开，加以确认。电缆屏蔽层必须和接头外壳进行360度搭接，而常见的错误搭接情况是，或者电缆设计者没有搭接的意识，要么仅仅部分搭接。必须承认的是，尤其是对于DB接头，搭接确实存在一定的技术问题。目前我们靠的是用铜箔胶带缠绕加焊接的方式进行搭接，很容易出现搭接不良的现象。不良的搭接意味着在接头屏蔽壳和电缆屏蔽层组成的屏蔽体上开了一个洞，使得本来存在于导体内表面的干扰泄漏到外表面，造成对外辐射。
3. 对屏蔽层应该双端接地的电缆的不正确处理。
这种电缆包括多芯E1线，用户线等。测试时候要保证远端的接头处屏蔽层良好接地，并且将远端的接头放置于暗室转台的下方，防止内部芯线上的干扰对外辐射。因为无论屏蔽电缆多长，内部的芯线总要从屏蔽层里面伸出来，这时候屏蔽层就有了缺口，内部的干扰就会从这个缺口泄漏出来对外辐射。
理论上讲，低于100KHz～1MHz的信号，为了避免地环路干扰，屏蔽线采用单端接地；而更高频率的信号，当线缆铺设长度可以和信号波长相比拟时，为了避免驻波效应，对屏蔽线采取多点接地方式。对于一根宽带信号电缆，如果既传送低频信号又传送高频信号，那么为了兼顾不同频率的接地方式，就要采用混和接地。其实，对于低频信号其本身对外的辐射就比较低，甚至可以不用采用屏蔽电缆。采用屏蔽电缆的目的就是为了遏制高频的对外干扰，应该采用多点接地。要注意采用多点接地会带来地环路问题，尽管在实验室环境中这个问题并不一定能够显现出来。&
4. 信号电缆的铺设。
存在较大干扰电流的电缆，如果不具备对外辐射的条件（譬如线缆长度较短等），其本身不会造成对外辐射干扰，但是如果这种电缆和其他电缆之间存在耦合，就可能把这些干扰耦合到具有对外辐射条件的电缆上去，造成干扰。所以， 对于一些速率较高干扰大的电缆，譬如E1电缆，XDSL电缆，E3电缆、155M电缆、时钟电缆等，在机柜内敷设时可以紧靠机柜壳体走线，通过电缆和机壳之间的分布电容，为高频干扰提供一个低阻抗接口通路。同时要单独走线，注意保持与其他电缆的距离。
对电缆进行有条例的铺设，不仅可以使人看上去美观，整洁，而且对减少电缆间的耦合也有好处，应该是每一个测试人员应该养成的习惯。
5. 金属体不作搭接穿过屏蔽机壳。
任何穿越金属屏蔽体的金属都有可能把内部的干扰带出。屏蔽电缆与机柜不作任何搭接直接引出机柜也是测试中产品测试人员经常忽视的一个问题，应当在出口处用连接机壳的金属网包扎住，或者用带有金属丝网衬垫的卡线槽卡住电缆的屏蔽体。
.6. 其他计存缺陷。
电缆设计如果存在缺陷，譬如屏蔽层编制密度低，平衡度差；或者电路上信号驱动较大，信号质量存在问题，滤波器件不满足要求等也会导致电缆辐射超标。
典型案例分析
1. 机柜接地线带来的辐射。
B产品进行辐射发射测试时，在不带业务线只带DC电源线和地线条件下发现30M～300MHz低频段内干扰很大，超出B级限值约20dBuV/m。
经查，B产品在的BGND和PGND在机内汇接，通过较长的导线AG与机柜屏蔽体相连接，参见下图所示。
因为AG线较长，上面存在比较大的高频阻抗，可有效感应到机内各种干扰信号。机柜壳体与接地点A存在高频电压VAG，接地线AG形成发射天线，造成整机辐射发射严重超标。
将接地线改为在机外，PGND与机柜直接短接，使AG近似为0，即VAG＝0，从而消除接地线与机柜壳体的天线效应。改进后，重新测试，从下图可看出，低端辐射大幅度下降，整机辐射发射在Class B限制线下且有6dB余量。
这个案例告诉我们：屏蔽体内部的地线一定要短，保证内部干扰不耦合到接地线上。对于屏蔽机柜，接地点要选择在机柜的外表面，对于非屏蔽机柜，接地点尽量选择在机柜外表面，如果一定要选择内表面，内部走线一定要短。
&2. 电缆连接器搭接不良导致辐射超标。
某产品辐射发射测试超标，经过定位，当设备引出E1线后，辐射发射测试结果就超标。问题确认为E1端口问题。
将E1电缆与接口连接器拆开后发现：E1电缆屏蔽编织层只通过几条金属丝焊接到DB68连接器金属外壳上。在高频情况下，几条金属丝上面必定存在着较大的交流阻抗，也就是说电缆的屏蔽层和设备的屏蔽机壳之间不能形成电气连续的屏蔽体。机箱内表面的干扰可以从线缆屏蔽层和机箱之间形成的缝隙中泄漏出来，耦合到电缆屏蔽层上，形成对外辐射。
将E1电缆屏蔽层与DB68连接器金属壳用铜箔包好，并在铜箔与屏蔽层、铜箔与铜箔交接处进行焊接，使铜泊与连接器良好搭接。处理后，测试结果完全能达到限值要求，并且还满足余量。
处理后的E1电缆连接器和屏蔽层形成一个整体
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