RS（輻射抗擾度測試），又稱輻射敏感度測試，是EMC測試中最基本測試項目之一，主要驗證各種裝置、設(shè)備、系統(tǒng)在存在一定外界輻射干擾的情況下抵抗輻射的一種能力。然而在實際測試中，經(jīng)常由于這樣或那樣的因素，導致輻射抗擾度不過，這時該如何處理呢？下面就由本人根據(jù)親身經(jīng)歷給大家分享幾點經(jīng)驗：

公司開發(fā)了一款功能轉(zhuǎn)接板，該功能轉(zhuǎn)接板在正常運行過程中，轉(zhuǎn)接板接收到控制系統(tǒng)的發(fā)出的指令后，會有揚聲器發(fā)聲。其功能框圖如下圖所示：

功能測試框圖

功能介紹：

該系統(tǒng)分為兩部分，第一部分是最右側(cè)的信號控制發(fā)送端，第二部分是左側(cè)的功能轉(zhuǎn)接板，功能轉(zhuǎn)接板上有按鈕動作開關(guān)以及揚聲器發(fā)聲驅(qū)動模塊。產(chǎn)品正常運行過程中轉(zhuǎn)接板接收到控制系統(tǒng)的發(fā)出的指令后，會有揚聲器發(fā)聲。

異常問題點：

產(chǎn)品在做輻射抗擾度測試(RS測試)的過程中發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)即使控制系統(tǒng)不給轉(zhuǎn)接板發(fā)信號，轉(zhuǎn)接板上的揚聲器也會發(fā)出聲音，并且重復試驗后發(fā)現(xiàn)干擾在400MHz~600MHz寬頻帶范圍內(nèi)均有發(fā)生。

現(xiàn)場搗鼓一下，畢竟實驗室約一次不容易。。?，F(xiàn)場拆開產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，“這TM都誰準備的樣機，線就這樣一坨，繞線跟印度學的嗎”，硬件攻城獅發(fā)自靈魂的追問。肯定是這個問題，待我整理整理線束重測一遍。然并卵用，再次測試，干擾音問題沒有改善。再再次測試，還是沒有改善。我和我的小伙伴陷入了沉默...

回去以后，和部門同事們一起分析原理圖和Layout，在原有硬件基礎(chǔ)上針對性的提出如下幾個可行的方案。大概過了一周以后，終于又約到了實驗室。開始愉快的玩耍。。。

分析原理圖部分，整個電路分為前級信號產(chǎn)生和后級驅(qū)動兩部分，兩部分通過一個耦合電容相連。

驗證是前級還是后級耦合進入的干擾，這是方向性的問題，需要去首先確定。

首先音頻信號經(jīng)過信號控制發(fā)聲端發(fā)送到功能轉(zhuǎn)接板，功能轉(zhuǎn)接板接收信號后發(fā)出驅(qū)動信號給揚聲器驅(qū)動電路。因此首先去排查是前級單片機收到干擾導致異常發(fā)生還是后端揚聲器驅(qū)動電路導致異常發(fā)生。分析原理圖可以知道C12是鏈接前后級的耦合電容，因此先去掉C12進行測試。

圖 1 后級電路

測試結(jié)果：

發(fā)現(xiàn)去掉C12和不去掉都會干擾音產(chǎn)生，這說明RS主要是通過C12之后的后級電路進去的。方向定了，整改的范圍也就縮小了。

針對后級電路的存在的問題做了如下整理和相應改善措施：

問題及改善措施1：

該芯片是揚聲器功率驅(qū)動芯片，揚聲器在工作時，最大電流可以達到最大值400mA，分析這部分電路不難看出，驅(qū)動芯片電源端僅放置一顆0603封裝、容值為100nF的瓷片電容C17。該部分電路存在風險。建議在PCB板上U3電源輸入口增加一個47uF的電解電容，改善重負載時芯片電源端的瞬態(tài)響應。如下圖所示：

測試結(jié)果：

有一定改善，但是不明顯。

問題及改善措施2：

針對圖1中揚聲器功率驅(qū)動部分電路專門查看了PCB Layout的布局，發(fā)現(xiàn)揚聲器YSQ的去耦電容C13離去耦目標揚聲器較遠，效果上達不到設(shè)計目標。因此在PCB上做如下修改，將C13電容手動焊接到靠近揚聲器位置。

測試結(jié)果：

改善效果較措施1好一些，但是不完全解決干擾問題。

問題及改善措施3：

系統(tǒng)有效信號是3kHz，干擾信號頻段在400MHz以上，有效信號與干擾之間的頻段區(qū)分明顯，因此容易設(shè)計濾波器去濾除干擾。查看電路，考慮在信號輸出到揚聲器的這段路徑中加低通濾波器，可以在R9上并聯(lián)一個33pF的電容，與R9組成截止頻率為530kHz的低通濾波器，如下圖所示：

測試結(jié)果：

多個樣機反復測試，干擾噪音消失。

其他改善措施：

雖然最終我們找到了解決問題的方法，但是同時也對電路上的一些其他部分做了改善，如原理圖前段信號部分，發(fā)現(xiàn)其中一個芯片原理圖設(shè)計存在風險點：所有未使用引腳均懸空，未做任何端接處理，如下圖。這樣會更容易引起干擾，在原板子上將所有懸空引腳連接后接4.7k電阻接地處理。

原理圖中諸多芯片供電都是用的Buck芯片轉(zhuǎn)換來的5V電源，開關(guān)電源是強EMI輻射源也是容易受干擾的部分，尤其是環(huán)路部分處理不好極其容易受干擾。查看PCB Layout發(fā)現(xiàn)5V反饋網(wǎng)絡從輸出到反饋電阻的距離較遠，如下圖，此網(wǎng)絡為敏感部分，采取電源方案更換，將Buck芯片部分的電路去掉，換用線性穩(wěn)壓器方案。

通過這個實際案例，也吸取了一些教訓：

1、原理圖設(shè)計時候要參照測試標準做相應的防護設(shè)計，設(shè)計要自行分析，切記盲目相信公司成熟電路，以及datasheets上的推薦電路，吃虧上當不是一次兩次了；

2、搞原理圖的要和搞Layout的溝通好，尤其是關(guān)鍵器件的布局，要當面溝通，并在原理圖中做好標識；

3、設(shè)計評審時候拉著工藝、結(jié)構(gòu)等同事多角度評審，最近估計還要拉上采購，因為你設(shè)計好的東西可能買不到物料了；

4、測試結(jié)果應具有可重復性，可重復性在一定程度上體現(xiàn)測試系統(tǒng)及測試方法的可靠性。


審核編輯：劉清