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​辐射发射(RE)问题的定位方法

点击次数:54 更新时间:2024-05-16

调试前的问题定位,是非常重要的环节,没有定位的调试就像开盲盒全凭运气,结果非常不确定。问题定位就如GPS可以带我们直达问题的病灶。定位有两种途径:一是根据经验直觉判断,成功的概率主要由工程师的经验积累程度确定。二是借助仪器设备,结合电路设计分析来进行详细定位判断。



辐射骚扰场强问题定位方法很多,根据实际场景、技术能力,结合产品工作特性选择合适的定位方法尤为重要。主要定位手段有:手的使用、磁环的使用、仪器的使用、软件辅助定位、最小系统定位等。


01、手的使用


辐射分析调试过程中,灵活的运用手,能够帮助我们快速定位干扰源具体位置,判断噪声耦合路径,具体方法如下:


  • 手靠近产品的各个部分,但不接触产品(场源分布判断)


人体本身可视为一个屏蔽体,当手靠近产品某部分电路时,会对该处的信号产生一定在屏蔽作用。此外手掌也可以改变电场分布,从而影响辐射源辐射能量大小。如果当手靠近产品某部分电路时干扰源噪声有明显降低时,说明此部分电路可能存在强辐射源。


  • 手接触产品的各个部分(干扰源位置判断)


在确保安全的情况下,可以用手直接接触金属外壳或者金属部分,观察噪声频点变化情况。当手接触后噪声强度明显降低,则表示此金属结构可能成为发射天线,因为人体对大地本身就存在电容效应。也可以使用手触摸电路板内部非高压部分,当手触摸到某部分电路元件、PCB布线出现噪声频点明显降低,则说明干扰源可能就在此处。


  • 手压金属外壳、金属搭接件或电路板(接地性能判断)

使用手按压金属外壳、金属搭接件或者电路板如果噪声频点出现明显的降低,说明电路板、金属外壳、或者搭接件存在接触不良的情况。锁附电路板、金属件的螺丝或金属接触面因产品搬动、振动而松动,导致的接地不良可以通过此方法发现。当金属件之间的搭接不良(金属件表面绝缘,靠近螺钉锁附接地)时,使用手按压时噪声频点也会出现明显的改善,尤其两个绝缘金属平面搭接时,按压可以增大两者之间的耦合电容。    

备注说明板内使用金属屏蔽罩屏蔽时,也可以通过此种方式判断屏蔽罩接地状况。

  • 手握产品内外部线缆,耦合路径判断


当产品内外部连接线缆无法通过移除来判断时,则可以通过手紧握连接线缆的方式来观察噪声频点变化情况,若噪声频点明显降低,说明连接线缆可能成为发射天线或是噪声的耦合路径。确定连接线缆成为干扰源耦合路径或者发射天线后,则可以通过增加滤波器、源端抑制的方式解决问题。


  • 手遮挡结构缝隙,手挤压金属件缩小缝隙(判断孔缝泄漏)


产品金属件搭接、屏蔽结构件搭接存在缝隙时,可以通过用手遮挡缝隙、用手挤压金属件缩小缝隙的方式,来判断噪声是否通过缝隙耦合发射。


02、磁环的使用



在辐射发射问题调试过程中,灵活的运用磁环,也可以帮助我们快速准确的定位问题,具体操作方法如下:
有时单纯的移除连接线缆无法判断问题时,可以借助磁环来辅助定位问题,可以使用不同规格的磁环分别在连接线缆的起始段、末端绕几圈观察噪声频点变化情况,出现噪声明显降低则说明线缆成为耦合路径,靠近那端效果明显,则说明噪声来自那端。
使用磁环在测试辅助连接线缆上绕几圈观察噪声频点变化情况,出现噪声明显降低则说明线缆成为耦合路径,若靠近EUT端增加磁环明显则说明噪声来自EUT,若靠近测试设备端增加磁环明显则说明噪声可能来自测试设备。
使用磁环来辅助定位判断时,需重点关注磁环的材质,不同材质的磁环滤波频段则不同,使用磁环时尽可能尝试绕不同圈数时噪声变化情况,避免出现误判断。
【备注说明】不同形状、不同材质的磁环滤波效果差异巨大,最好参考磁环的频率曲线。


03、频谱分析仪的使用


频谱分析仪是辐射发射问题调试的神器之一,正确的使用频谱分析仪即可以定位干扰源具体位置,也可以定位耦合路径。


  • 使用环形探头定位干扰源区域或者耦合路径


使用频谱分析仪环形探头扫描机器内部电路板、内部连接线缆、外部连接线缆、金属结构件、屏蔽体搭接缝隙来定位干扰源区域,或者定位噪声耦合的路径。


【备注说明】:尖峰干扰的能量比较集中容易定位发现,宽带噪声辐射能量相对分散,需要反复扫描定位以确定具体位置。对于间歇性噪声需要持续定位时间,防止定位遗漏。


  • 使用针式探头定位干扰源具体位置



使用环形探头确定干扰源区域后,更换针式探头逐点扫描,最终确定干扰源具体位置。在确认过程中可能出现噪声源位置,原因可能是噪声源头能量很强,串扰耦合严重,找到能量的点增加对策后,再观察其它区域噪声是否随之降低,以此来确认具体位置。
【备注说明】噪声源可能存在情况,耦合路径可能也存在情况。


04、最小系统定位法


对于复杂系统辐射发射问题的定位,根据电路模块工作特性,结合功能模块的特点,将电路模块逐个停止工作,保留最小化系统,来判断干扰源来自哪个电路模块,再来确定具体位置,可以达到事半功倍的效果。


05、软件辅助定位法


对于复杂系统辐射发射问题无法使用最小系统定位法,或者系统内部有多个相同噪声频点且无法通过独立工作的方式排除时,可以通过软件辅助定位法来定位问题,具体操作方式如下:
对于多个相同工作时钟频率(比如多个DDR芯片使用相同的工作频率)的产品,则可以通过修改工作频率,错开噪声频点的方式锁定干扰源具体位置。
也可以通过软件关闭非使用时钟信号的方式定位干扰源具体位置。还可以通过软件降低驱动信号幅度、降低驱动电平的方式来锁定干扰源具体位置。
对于高速差分信号,还可以通过调整预加重、去加重的方式来锁定干扰源具体位置。通过软件调展频的方式也可以快速定位干扰源的具体位置。


         

             




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