一、背景

隨著汽車電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，汽車更加智能化。人們希望汽車不僅僅只是一種代步工具，更希望汽車是生活和工作范圍的一種延伸。隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，汽車將進(jìn)入車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，汽車多媒體的反干擾措施也將更加科學(xué)與完善。

汽車的運(yùn)行環(huán)境是十分惡略的，包括震動(dòng)、沖擊、高溫、噪聲、空間電磁環(huán)境等都會(huì)干擾車內(nèi)電子設(shè)備的正常工作，因此車載專用的音響（多媒體）設(shè)備不論設(shè)計(jì)和工藝制造等方面的要求，都要比家用音響更為嚴(yán)格，而且價(jià)格更高。汽車音響的配置已成為衡量現(xiàn)在汽車內(nèi)飾檔次的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。車載音響技術(shù)要注意的地方有四點(diǎn)：一是安裝尺寸與技術(shù)，二是音響本身的避震技術(shù)，三是音質(zhì)的處理技術(shù)，四是抗干擾技術(shù)。

汽車電子設(shè)備的廣泛使用，車內(nèi)空間電磁環(huán)境的日趨惡劣。汽車電磁兼容問(wèn)題也愈發(fā)突出，汽車制造商對(duì)車載電子設(shè)備的電磁兼容性提出來(lái)更高的要求。我公司在給國(guó)內(nèi)某客戶研發(fā)的一款車載CD機(jī)在上海計(jì)量院進(jìn)行EMC測(cè)試時(shí)，依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CISPER25-2002中三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，傳導(dǎo)和輻射超標(biāo)。依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11452用大電流注入法測(cè)試產(chǎn)品，產(chǎn)品的抗擾性（射頻注入電流30mA,測(cè)試頻帶1MHZ-1GHZ）在三個(gè)工作模式（收音，CD,USB）在20-40MHZ這個(gè)頻段出現(xiàn)嘯叫。

二、原因分析

1.傳導(dǎo)超標(biāo)

經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)測(cè)試，84.7這個(gè)頻點(diǎn)超出標(biāo)準(zhǔn)要求5.45dB,在30MHZ到108MHZ頻段也有較多頻點(diǎn)。從原理上看，傳導(dǎo)主要存在于近端的感應(yīng)場(chǎng)中，分為電容耦合，電感耦合和電磁感應(yīng)耦合，公共阻抗耦合。在CD工作模式下，存在的干擾源有：

①USB部分譯碼芯片的12MHZ晶振（這時(shí)個(gè)連續(xù)信號(hào)所以它的頻譜是離散的），DSP處理部分的16.9344MHZ（連續(xù)信號(hào)，頻譜是離散的）。

②基準(zhǔn)晶振，D S P部分的高速緩存器的高速時(shí)鐘（方波信號(hào)，重復(fù)頻率為16.9344MHZ,上升沿較短，頻譜能量豐富）。

③在DSP系統(tǒng)高速工作過(guò)程中的上升沿極短的各種高速脈沖。以及電路中的各種雜散信號(hào)（頻譜能量連續(xù)，屬于寬帶干擾源）在電源線中和地線中由于公共阻抗而產(chǎn)生的無(wú)用噪聲的耦合。這些干擾源，通過(guò)各種途徑傳導(dǎo)到電源線束上，從而可能對(duì)工作在這個(gè)頻段的高靈敏度設(shè)備產(chǎn)生影響。

在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)調(diào)整射頻掃頻接收機(jī)的帶寬發(fā)現(xiàn)：在帶寬的改變過(guò)程中，84.7MHZ信號(hào)的幅度變化不大，由此判斷此傳導(dǎo)干擾為窄帶干擾。既然是窄帶干擾，就排除了寬帶的電路雜散產(chǎn)生的84.7.MHZ干擾能量超標(biāo)的可能。

據(jù)以上分析，在試驗(yàn)室用頻譜分析儀8590B測(cè)試電源線上（正和負(fù)極分別測(cè)試）84.7MHZ的干擾幅度。將USB譯碼部分的電源斷掉，測(cè)試84.7MHZ的干擾仍然存在；將16.9344MHZ晶振的振蕩幅度壓低，84.7MHZ的干擾幅度也沒(méi)有任何變化；將16.9344MHZ方波信號(hào)的上升沿由1nS調(diào)整到3nS,84.7MHZ干擾幅度降低了4dB,由此斷定8 4 . 7 M H Z的干擾源肯定是頻率為16.9344的方波信號(hào)。

經(jīng)理論計(jì)算，16.9344MHZ信號(hào)的5次諧波正好是84.7MHZ,從理論上確定上述試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

2.輻射超標(biāo)

經(jīng)過(guò)輻射測(cè)試，152.4MHZ頻點(diǎn)的能量超標(biāo)8.34dB,測(cè)試的整個(gè)頻段也有較多的輻射點(diǎn)。當(dāng)傳輸媒介滿足輻射條件，干擾源就以電磁波的形式向外傳播。當(dāng)然輻射和傳導(dǎo)也會(huì)相互轉(zhuǎn)化。就是說(shuō)信號(hào)先傳導(dǎo)的形式傳播，滿足輻射條件時(shí)向外輻射。

或者電纜接收了干擾信號(hào)的能量，然后沿著電纜傳導(dǎo)到機(jī)子的外部。

在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)用上述同樣的方法，對(duì)可能引發(fā)干擾的信號(hào)進(jìn)行逐一排除，發(fā)現(xiàn)152.4MHZ這個(gè)干擾仍然是窄帶性質(zhì)的，它超標(biāo)8dB仍然是16.9344這個(gè)方波信號(hào)造成的（152.4MHZ是16.9344MHZ的9次諧波）。

3.大電流注入法測(cè)試時(shí)出現(xiàn)嘯叫

測(cè)試時(shí)由大功率信號(hào)源產(chǎn)生的高頻信號(hào)（調(diào)制信號(hào)1KHZ,調(diào)制度80%）。通過(guò)耦合鉗耦合到機(jī)子的線束上，線束感應(yīng)的高頻干擾信號(hào)進(jìn)入整機(jī)，經(jīng)過(guò)非線性變換，將1KHZ調(diào)制音頻信號(hào)，從揚(yáng)聲器上重放出來(lái)。

三、改進(jìn)措施

1.對(duì)強(qiáng)輻射源152.4方波信號(hào)進(jìn)行處理

①在152.4MHZ信號(hào)輸出的位置加入磁珠（百兆阻抗為600Ω），這樣減弱了方波信號(hào)中100MHZ以上部分的頻譜的能量，經(jīng)頻譜儀測(cè)試，84.7MHZ和1524.MHZ的頻譜能量比加入磁珠前減輕了4dB.

②然后在這個(gè)信號(hào)對(duì)地并聯(lián)了一個(gè)56P的小電容，經(jīng)頻譜儀測(cè)試84.7和152.4MHZ的能量分別下降了2和3dB.

③在伺服板上這根信號(hào)線進(jìn)行屏蔽，即這根印制線的兩邊都用接地銅皮包圍，并有效接地，大大減少了對(duì)空間的輻射。

2.設(shè)備地線方面的處理

對(duì)主板進(jìn)行重新布線，分出主板地和接口地，并在兩個(gè)地之間用磁珠多點(diǎn)連接。

眾所周知，鐵氧體磁珠是鐵鎂合金和鐵鏌合金，具有很高的導(dǎo)磁率，等效于電阻和電感的并聯(lián)。它在低頻時(shí)主要呈電感特性，在高頻下感抗很高，所以電流得以從電阻上流過(guò)，從而轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。

這樣，它在較高的頻率上呈現(xiàn)電阻，相當(dāng)于品質(zhì)因數(shù)很低的電感器，能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持相當(dāng)高的阻抗，從而提高了高頻及射頻的濾波能力。

加入磁珠后，增加了主板地和接口地在高頻和射頻頻段的阻抗，.對(duì)84.7MHZ和152.4MHZ干擾信號(hào)通過(guò)地線這個(gè)公共阻抗產(chǎn)生的無(wú)用耦合降至最低。

3.電源及音頻接口做濾波處理

如圖1所示，在濾波器的輸入端，兩個(gè)102P的電容首先對(duì)外部的共模噪聲進(jìn)行旁路，然后經(jīng)共模濾波器進(jìn)一步抑制共模噪聲。這個(gè)共模濾波器的共模及差模濾波特性如圖2所示。

對(duì)于在1 0 M H Z直到1 G H Z寬頻帶范圍內(nèi)，共模阻抗保持在1KΩ左右。首先對(duì)20-40MHZ的干擾信號(hào)衰減較大。提高了抗干擾能力。濾波器的輸入端及輸出端為差模干擾抑制電容。同理，對(duì)于機(jī)子內(nèi)部產(chǎn)生的窄帶（84.7MHZ和152.4MHZ7）和寬頻帶噪聲，同樣也可以起到較大的抑制作用，從而防止它們盡可能少的通過(guò)線束傳導(dǎo)到機(jī)子外部。濾波器的輸入端及輸出端為差模干擾抑制電容。

四、改進(jìn)后效果

1.傳導(dǎo)：改進(jìn)后經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試，已經(jīng)看不到84.7MHZ這個(gè)干擾頻點(diǎn)了，在30MHZ到108MHZ這個(gè)頻段的最大干擾頻點(diǎn)的幅度也降到了10dB以下。

2 .輻射：改進(jìn)后的輻射測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，152.4MHZ的能量已經(jīng)下降了25dB之多。整個(gè)測(cè)試頻段內(nèi)干擾信號(hào)得到了抑制，完全滿足指標(biāo)要求。

3.大電流注入（30mA）：測(cè)試過(guò)程中全頻段無(wú)嘯叫出現(xiàn)。將干擾信號(hào)注入電流值增加到100mA,仍然沒(méi)有聽(tīng)到機(jī)子出現(xiàn)嘯叫。

五、結(jié)論

車載CD機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)能否滿足EMC（電磁兼容）的要求，是依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CISPER25-2002中三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行傳導(dǎo)和輻射的檢測(cè)，并依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11452用大電流注入法檢查和測(cè)試產(chǎn)品抗擾性（射頻注入電流30mA,測(cè)試頻帶1MHZ-1GHZ,在收音，CD,USB三個(gè)工作模式狀態(tài)下，檢測(cè)產(chǎn)品在20-40MHZ的頻段內(nèi)是否出現(xiàn)嘯叫。

輻射和傳導(dǎo)會(huì)相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)傳輸媒介滿足輻射條件時(shí)，干擾源就以電磁波的形式向外傳播。信號(hào)以傳導(dǎo)的形式傳播，當(dāng)其滿足輻射條件時(shí)將向外輻射。本案例中增加磁珠、并聯(lián)電容和對(duì)信號(hào)線的屏蔽是抑制微處理器（DSP）基準(zhǔn)晶振的諧波關(guān)鍵。

大電流注入對(duì)CD機(jī)的干擾源主要是來(lái)自于電源線和音頻接口。在電源線和音頻接口的輸入端串入濾波電路并調(diào)整整機(jī)主板的地線能夠非常有效的提升整機(jī)對(duì)大電流注入的抗擾性。