電磁兼容性 (EMC) 是一個(gè)復(fù)雜的領(lǐng)域,必須滿足不同的標(biāo)準(zhǔn),具體取決于您的產(chǎn)品細(xì)分市場(chǎng)。正如第 1 部分所提到的,必須從項(xiàng)目的第一天起就考慮 EMC,并在整個(gè)開發(fā)周期中保持定期討論。但是,如果沒有一個(gè)完全裝備齊全的EMC實(shí)驗(yàn)室,您能做些什么來(lái)準(zhǔn)備呢?
使用低成本探頭探索電路中的磁場(chǎng)
磁場(chǎng)或H場(chǎng)可以使用由半剛性同軸電纜制成的EMC探頭與非屏蔽低成本RF放大器耦合進(jìn)行探索。將半剛性同軸電纜形成一個(gè) 2 – 3 厘米(約 1 英寸)的環(huán),將磁芯和屏蔽焊接到自身上。然后,在環(huán)的中心移除一個(gè)小的屏蔽部分。連接到RF放大器,探頭可與設(shè)置為從30 MHz左右掃描的頻譜分析儀結(jié)合使用。測(cè)試的上限通常為 1 GHz,但您必須在設(shè)備限制內(nèi)工作。
如果沒有頻譜分析儀,也可以使用具有FFT功能的示波器進(jìn)行頻率分析。這種類型的測(cè)試不是關(guān)于定量結(jié)果 - 它更多的是關(guān)于探索排放峰值及其在頻譜上的位置。通常,峰值可以追溯到電路板上信號(hào)的諧波,例如數(shù)據(jù)通信(例如SPI、I2C)、微控制器晶體振蕩器以及來(lái)自功率器件的開關(guān)信號(hào)。
使用低成本探頭檢查電路中的電場(chǎng)
可以采用類似的方法來(lái)檢查電路中的電場(chǎng)或電場(chǎng)。同樣,可以使用一塊半剛性同軸電纜。許多此類電纜已經(jīng)安裝了連接器,因此這使得構(gòu)造和使用更加簡(jiǎn)單。然后去除一小段屏蔽和電介質(zhì),留下一小段中心導(dǎo)體的裸露長(zhǎng)度。
探頭本質(zhì)上是一個(gè)單極天線,可用于對(duì)電路進(jìn)行近場(chǎng)分析。垂直于走線或電纜,可以探索可能的問題并進(jìn)行故障排除。同樣,與H場(chǎng)探頭一樣,這種方法提供定性數(shù)據(jù),因此請(qǐng)確保每次都將探頭放在同一位置,以獲得可以比較以了解變化影響的結(jié)果。
靜電放電和傳導(dǎo)抗擾度
輻射發(fā)射所需的設(shè)備可能非常昂貴,但進(jìn)行剩余EMC測(cè)試的預(yù)合規(guī)所需的設(shè)備要便宜得多。對(duì)于傳導(dǎo)發(fā)射,可以廉價(jià)地獲取使用的線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)。結(jié)合頻譜分析儀或示波器的FFT,可以快速發(fā)現(xiàn)任何潛在問題,在提交產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試之前讓您高枕無(wú)憂。
ESD發(fā)生器的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單,因?yàn)樵撾娐吩贗EC 61000-4-2:2008中提供,但它需要可變的高壓電源,這是大多數(shù)人沒有的。ESD工具的另一個(gè)關(guān)鍵方面是放電尖端的形狀和尺寸。幸運(yùn)的是,相同的標(biāo)準(zhǔn)也提供了這方面的指導(dǎo)。如果發(fā)現(xiàn)問題,可以使用上述H場(chǎng)探頭跟蹤ESD脈沖的應(yīng)用。一旦確定了ESD電流的主要路徑,就可以進(jìn)行更改以緩解該問題。
ESD發(fā)生器的電路在IEC 61000-4-2中提供。
在測(cè)試實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行EMC一致性測(cè)試
正如第 1 部分所強(qiáng)調(diào)的,大約一半的產(chǎn)品未能通過測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的首次 EMC 一致性測(cè)試。如果您和您的團(tuán)隊(duì)不熟悉EMC測(cè)試,或者您是第一次使用新技術(shù),例如開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器,則值得盡早聯(lián)系您計(jì)劃使用的EMC測(cè)試中心。他們的專家將能夠提供建議,并可能在設(shè)計(jì)審查期間為您提供支持。這將節(jié)省測(cè)試過程中的寶貴時(shí)間,并大大減少PCB返工所需的費(fèi)用.
說(shuō)到考試日,有很多事情要準(zhǔn)備。雖然應(yīng)用程序的功能可能定義明確且清晰,但實(shí)驗(yàn)室希望將被測(cè)單元置于最大程度上執(zhí)行該單元的模式。這可能需要專用版本的固件進(jìn)行測(cè)試。確保所有接口、執(zhí)行器和無(wú)線功能可以同時(shí)置于運(yùn)行狀態(tài),以提供最壞情況下的操作場(chǎng)景。此外,請(qǐng)確保清楚地記錄設(shè)備操作和固件更新過程。理想情況下,保持用于測(cè)試目的的設(shè)置盡可能簡(jiǎn)單。
不要忘記,您的設(shè)備需要使用完全運(yùn)行所需的所有輔助元件進(jìn)行測(cè)試。這包括電源、外部驅(qū)動(dòng)器或存儲(chǔ)卡、電纜和插件卡。但是,您的團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)確保這些外圍設(shè)備本身完全符合EMC標(biāo)準(zhǔn)。為了安全起見,請(qǐng)?zhí)峁﹥傻饺齻€(gè)替代設(shè)備,尤其是電源,因?yàn)槿绻M(jìn)行測(cè)試,這些設(shè)備可能會(huì)在浪涌測(cè)試期間損壞。如果需要,執(zhí)行器和類似裝置可以用虛擬負(fù)載替換。
EMC合規(guī)性在很大程度上需要良好的設(shè)計(jì)實(shí)踐和對(duì)物理定律的理解。大多數(shù)問題只需要簡(jiǎn)單的糾正,但您的團(tuán)隊(duì)越接近項(xiàng)目完成,這就會(huì)變得更加昂貴。隨著二手設(shè)備的可用性,可以相對(duì)便宜地建立一個(gè)預(yù)合規(guī)實(shí)驗(yàn)室,但您需要平衡這一點(diǎn)與它將獲得的使用量。當(dāng)然,從實(shí)驗(yàn)室或咨詢工程師那里獲得幫助是一個(gè)好主意。隨著 EMC 內(nèi)部能力的增長(zhǎng),所吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可以應(yīng)用到未來(lái)的項(xiàng)目中。
審核編輯:郭婷
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