DQZHAN技術(shù)訊：電纜中的輻射發(fā)射問題及策略
電纜輻射發(fā)射源的的分析和判別
在產(chǎn)品中通常連接線電纜和結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品輻射發(fā)射中*主要的問題點(diǎn)。一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的布線及結(jié)構(gòu)；比如連接線電纜、縫隙或其他孔縫已成為輻射天線，那么就需要打開產(chǎn)品，盡力確定驅(qū)動(dòng)外部電纜或縫隙產(chǎn)生輻射的發(fā)射源和可能的耦合機(jī)理。這是*難的工作。
但通常情況下，發(fā)射源會(huì)追溯到特定的電路板或一組電路板上。對(duì)于此問題，在發(fā)射電纜的內(nèi)部，在噪聲源端增加鐵氧體扼流圈是肯定會(huì)有用的。同時(shí)，尋找到與其他電纜捆在一起的且相互耦合的噪聲連接線電纜。
比如，嘗試著將噪聲電纜重新布置到其它地方。通常情況下，把噪聲電纜沿著金屬外殼進(jìn)行布置可減小電纜產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。*壞的情況下，可能需要使用附加的濾波方法對(duì)產(chǎn)品的有噪部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
為了識(shí)別出內(nèi)部電纜是否是輻射源，可考慮使用射頻電流探頭。把電流探頭鉗在電纜上，有助于對(duì)所懷疑的電纜上的發(fā)射源，甚至單根導(dǎo)線上的發(fā)射源進(jìn)行定位。這時(shí)雖然測(cè)得的發(fā)射值將與測(cè)量整個(gè)產(chǎn)品得到的發(fā)射值不同，且測(cè)量曲線也可能與測(cè)量整個(gè)產(chǎn)品得到的測(cè)量曲線不相同，但這是一個(gè)極好的可能解決問題的方法和手段。
此時(shí)測(cè)得的輻射源可能僅是兩個(gè)或多個(gè)輻射源中的一個(gè)。
因此，如果整個(gè)產(chǎn)品中的測(cè)量曲線中有兩個(gè)凸起的峰，但測(cè)量一根電纜時(shí)僅測(cè)量到一個(gè)，那么就需要再繼續(xù)尋找另外一條輻射電纜或其他的輻射源。
電源線的發(fā)射
如果發(fā)射懷疑是由電源線產(chǎn)生的，那么可以使用線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)測(cè)量100MHz以下的傳導(dǎo)發(fā)射進(jìn)行EMI故障確認(rèn)。
使用LISN測(cè)量傳導(dǎo)發(fā)射，然后與在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的輻射發(fā)射結(jié)果進(jìn)行比較。如果發(fā)現(xiàn)兩條曲線具有相似性，那么電源線是產(chǎn)生輻射發(fā)射問題的發(fā)射源之一，但不是全部。再返回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)量，就會(huì)發(fā)現(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)射的減小有助于改善輻射發(fā)射。
注意：應(yīng)記住的是發(fā)射源可能有多個(gè)，電源線僅是他們當(dāng)中的一個(gè)。一般不要覺得單獨(dú)使用這個(gè)辦法就能解決問題。
濾波器
隨著頻率的增加，濾波器周圍的耦合噪聲也可能隨之增加。這就是為什么濾波器的安裝位置非常重要的原因。它的安裝位置必須非常接近產(chǎn)品中的連接器或連接線電纜的進(jìn)出點(diǎn)。濾波器安裝位置不當(dāng)或遠(yuǎn)離連接器，都會(huì)使大量的能量潛在地與已濾波的線纜相耦合。如果這些有噪聲的線纜沒有經(jīng)過濾波就離開外殼，那么他們就能夠產(chǎn)生輻射發(fā)射。有關(guān)濾波器的設(shè)計(jì)參考《物聯(lián)產(chǎn)品電磁兼容分析與設(shè)計(jì)》。
注意：如果設(shè)備的外殼為非導(dǎo)電塑料或?yàn)殚_方式機(jī)架產(chǎn)品，那么極好的濾波及電路布局布線則是非常重要的。由電路產(chǎn)生的所有電流必須控制到本地并且能很好的信號(hào)返回其源端。
電容器件
用于對(duì)輻射發(fā)射進(jìn)行濾波的所有電容器都應(yīng)為陶瓷電容器或其他高頻類型的電容器。電解電容器和鉭電容器在輻射發(fā)射的頻率范圍內(nèi)沒有足夠的工作帶寬，因此只能當(dāng)儲(chǔ)能使用。高頻的Y電容是常用的濾波器件。
鐵氧體扼流圈
鉗在電纜上的鐵氧體被稱為線纜磁環(huán)/珠。如果他們起作用，就可以考慮使用，他們可能是恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方法。使用的鐵氧體應(yīng)用較小的磁導(dǎo)率ui且在較高頻率時(shí)通常也能起作用。同內(nèi)徑較大的鐵氧體相比，內(nèi)徑較小的鐵氧體能較好地耦合磁場(chǎng)且具有較高的阻抗，因此需要使用適合于導(dǎo)線內(nèi)徑*小的鐵氧體。同時(shí)，也要規(guī)定鐵氧體的阻抗，其在所關(guān)注的頻率范圍內(nèi)能產(chǎn)生足夠的損耗，這也是非常重要的。
對(duì)于大多數(shù)的輻射發(fā)射問題，鐵氧體的磁導(dǎo)率通常要小于1000才能有效。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，新開發(fā)的材料其磁導(dǎo)率則要比1000大。此外還要注意的是：和夾式鐵氧體相比，實(shí)體的鐵氧體磁環(huán)能夠提供較好的抑制效果。這是因?yàn)閵A式鐵氧體具有固有的間隙，雖然為磁場(chǎng)建立了阻抗，但其減小了有效阻抗。實(shí)體的鐵氧體磁環(huán)則不會(huì)存在此問題。
屏蔽層
屏蔽層可能為連接線電纜、外殼或者這兩者之間提供連接。對(duì)于電纜重要的是要確保屏蔽層使用對(duì)稱的端接搭接到連接器上。至少在屏蔽層的每一側(cè)使用一條短的軟辮線與連接器進(jìn)行搭接。
注意：3600搭接是*理想的。
許多電纜設(shè)計(jì)時(shí)使用單條軟辮線，這樣的軟辮線在高頻時(shí)為感性的，因此會(huì)產(chǎn)生高阻抗。
如下圖所示，給出了問題的端接方式。這條軟辮線中會(huì)流過大的電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)又會(huì)與連接器所連接的導(dǎo)線相耦合。它也會(huì)耦合產(chǎn)生沿著電纜屏蔽層的外部流動(dòng)的共模電流，使得電纜產(chǎn)生輻射。
注意：由于傳導(dǎo)耦合或輻射耦合，屏蔽層上會(huì)流過大電流，因此在產(chǎn)品的外殼上也會(huì)流過電流，其將產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)會(huì)與連接器附近的裸露導(dǎo)線產(chǎn)生耦合。
如下圖所示，使用分開的端接，采用減少每一條軟辮線中的電流，但此電流也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
注意：如果在測(cè)試整改中，還不能確定這種方法是否有效。可以嘗試使用鋁箔包裹屏蔽層的末端、軟辮線和連接器。這將為所有導(dǎo)線建立一個(gè)完整的殼體，并且使用非常低阻抗的連接把屏蔽層搭接到外殼上。
對(duì)于復(fù)雜的電路板控制系統(tǒng)，產(chǎn)品的可靠性方面設(shè)計(jì)及應(yīng)用是與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在很大關(guān)聯(lián)性，設(shè)計(jì)應(yīng)用需要根據(jù)產(chǎn)品的功能方案原理圖，PCB設(shè)計(jì)，金屬結(jié)構(gòu)這三個(gè)要素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的。
