輻射騷擾整改方法與實(shí)施
輻射騷擾超標(biāo)的產(chǎn)品可能引起周圍裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害。輻射騷擾是電磁兼容的重要內(nèi)容,也是測試*不容易通過且*難整改的項(xiàng)目。
一、整改方法
整改一般可以采取五步法:首先,了解產(chǎn)品功能和超標(biāo)情況;其次,了解產(chǎn)品工作原理,判斷是工作所需要的振蕩信號(hào)諧波超標(biāo)還是其他問題;再次,判定輻射騷擾源和主要的輻射途徑并安排排查測試進(jìn)行確認(rèn);第四步,整改與驗(yàn)證;第五步,方案優(yōu)化,*后驗(yàn)證。
二、整改步驟
本文介紹一款醫(yī)療產(chǎn)品輻射騷擾整改的步驟。
1.了解產(chǎn)品及其輻射騷擾超標(biāo)情況
樣品為醫(yī)療電子設(shè)備,塑料外殼,有兩對輸出長線連接作為電極的金屬棒,電極用于連接人體不同部位,工作頻率(10Hz~1MHz)可單一設(shè)定或程控交替變換。該產(chǎn)品初始水平測試曲線超標(biāo)嚴(yán)重。客戶采取了箱體屏蔽,去除外部線纜、不接負(fù)載,內(nèi)部使用加鐵氧體的屏蔽線纜,24MHz和6MHz晶體振蕩器接0.33Pf電容到地等一系列措施后,水平極化測試結(jié)果有所好轉(zhuǎn)。
2.了解工作原理,判斷超標(biāo)原因
從客戶提供的信息,可以得到如下判斷。
(1)產(chǎn)品輻射騷擾嚴(yán)重超標(biāo),*大超標(biāo)28 dB(V/m)以上;輻射騷擾超標(biāo)由兩部分疊加,其一為24 MHz在70 MHz~700 MHz的諧波;其二為120 MHz~300 MHz間的輻射群波騷擾。
(2)24 MHz在70 MHz~700 MHz的諧波超標(biāo)非常嚴(yán)重(幾乎高出基底群波30dB),必須從源頭開始治理。
3.排查測試,確認(rèn)問題所在
主要問題有:晶振電路5V供電-正常工作電壓范圍?能否降低一些? 24MHz晶振與振蕩管之間未接入磁珠以吸收晶振振蕩諧波; 24MHz晶振信號(hào)傳輸線和供電線未接入磁珠、未采用EMI抑制電路; DC/DC模塊本身EMI如何?其輸入輸出端沒有任何EMI抑制措施。從結(jié)構(gòu)和電路排版看,電路整體安排欠佳,24MHz晶振信號(hào)傳輸線和供電線排得很長,沒有安排相伴地回線;輸出端口與輸出電路分別在兩頭且沒有任何處置;大多數(shù)地線形成孤島和尖銳邊角。
排查測試:讓24MHz晶體開路,在沒有24MHz振蕩信號(hào)時(shí)進(jìn)行水平/垂直測試,從測試結(jié)果確認(rèn)24MHz晶振電路為70 MHz~700 MHz的24 MHz諧波騷擾源頭。
斷開5V/72V DC/DC模塊的5V輸入,讓5V/72V DC/DC模塊不工作(同時(shí)會(huì)影響低頻信號(hào)放大電路也停止工作),過行天線水平極化,從測試結(jié)果可以看出,由于沒有了原來凸起來基底群波,整個(gè)輻射騷擾測試曲線低了很多。為了進(jìn)一步確認(rèn)5V/72V DC/DC模塊的缺陷,把5V/72V DC/DC模塊取出,進(jìn)行單獨(dú)空載測試,即只給輸入,輸出端沒有任何連接,水平測試結(jié)果表明在DC/DC空載狀態(tài)下,騷擾嚴(yán)重超出限值,可見5V/72V DC/DC模塊為基底群波輻射騷擾源頭。
4.整改、驗(yàn)證
**整改目標(biāo):把24 MHz在70 MHz~700 MHz的諧波輻射抑制在群波上3dB以內(nèi)。
具體措施:保證樣品正常、穩(wěn)定工作前提下,(1)IC1正常工作電壓范圍2~6V,調(diào)整供電5V為2.7V,減小振蕩幅度;(2)24 MHz晶振與IC腳連接處串接102磁珠(選擇原則為等效電感小、電流限值足夠、尺寸合適易安裝、100MHz時(shí)阻抗稍大,根據(jù)效果調(diào)整。),吸收諧波;(3)在供電線、24 MHz時(shí)鐘信號(hào)線兩端串接磁珠,減小諧波耦合,避免諧波傳送并被放大;(4)地線完整性檢查及改進(jìn),使射頻電路中供電線、信號(hào)線環(huán)路面積*?。ㄔ黾觾商幑╇娋€、信號(hào)線的伴隨地線),消滅孤島。
**整改目標(biāo):把群波隆起抑制到限值6dB以下。如能更換DC/DC模塊,該步驟可以省略。在不能更換5V/72V DC/DC模塊情況下,采取以下措施:原想在輸入和輸出端插入典型的EMI電源抑制電路,但由于安裝不便,只能簡化,而在印刷電路板元器件的背面,焊接三個(gè)瓷片電容和兩個(gè)差模線圈。
5.優(yōu)化方案,*后驗(yàn)證
已整改的樣品Re合格,功能正常,去除了疊加在有用波形上的大部分無用信號(hào),輸出波形比以前有很大改進(jìn)。改放大電路光耦輸入端串接的小電阻為等阻值的102磁珠,效果更好。
考慮有10dB裕量,平衡效果、可操作性和成本,可簡化方案。試取消供電線串接的磁珠,取消整改中增加的兩處伴隨地線,水平極化有5dB裕量,垂直極化有8dB裕量。
三、小結(jié)
EMC重在設(shè)計(jì)、整改只是補(bǔ)救措施;輻射超標(biāo)整改的關(guān)鍵是準(zhǔn)確無誤找到騷擾源