主题:河里有电磁兼容的高手吗,请教一个问题 -- 雷达
先得说我对这个专业彻底外行。只是从经验出发,我一般首先排除常识性的、简单的失误。比如为了防止工作中的灾难,有时我这个外行需要质疑内行同事,比如让他们解释一下为什么他们的方法是正确的,得到结果具体意义如何。如果回答不够简单合理,我会对模糊情节刨根问底。比较讨人嫌就是了。另外那个电缆接头和屏蔽层是否可靠?电缆当然是没有必要自己做的,但不同厂家产品质量有区别,而且即使高质量产品经过长期使用的也可能损坏。排查这个因素应该容易。
纯属猜测,有可能1000uF在4MHz这一段反而滤波效果变差了。
要并可以并联一个小容量瓷片电容。
陶瓷电容的高频特性较好.
但是在电源部分陶瓷电容比电解电容容易损坏.
另外所谓外接电缆到底是输入电缆还是输出电缆?输出电缆外屏蔽层一定要高频对地短路。
后跑的,大都是工艺,结构,元器件的问题。
common mode choke?那5V,3.3V输出端都是非平衡型电路,怎么连接common mode choke?嘿嘿,这个思路有点怪。
去除单频率噪声干扰应该不是太难,输出端加强去耦就行。只是不能光看电原理图,还要考虑到工艺结构,包括电缆及接头,机壳,这些地方的去耦,以及元件的工艺性质(比如绕制的聚酯电容,电解电容高频特性都不好),等等。
只有一根电缆,包含两根12V输入。其他都是通讯连线,有RS-232和IP信号线。
你建议的输出端加强去耦是否就是前面提到的“建议试一下用两只1000P左右高频特性好的陶瓷电容,连在电缆接头金属体上(保证良好接触),另两端一端接电路板地线,一端接电源输出端”。
另外请教一下如何判断干扰时差模还是共模,根据频率吗?
还有自己实验室里有没有什么简单的方法可以粗略的检测电源线上的干扰,我试过用 “E & H Near Field Probe” 连频谱仪,在DC-DC 附近确实看到有4M的辐射,但是怎样直接检测电源线?
不是频率,相位,幅度。。。的差别,而是信号对电路的两种不同接入方式。
共模信号只存在于平衡型电路的输出或输入端。例如你图中UDC1的1,2两个输入端。这是两个等价输入端,公共地线是另外一根(GND),跟这两端都不相连(对UDC1来说地线A是你人为指定的,不是公共地线)。撇开U30对UDC1的影响不谈,只看UDC1,如果你在1端加一个信号电压V1(对地电压,对GND端的),2端加信号V2,当V1与V2完全相同(频率,相位,幅度。。。完全一致)时,称为1,2两端输入的是“共模信号”。如果撇开信号V2,把V1加在1,2两端,就成了输入的是“差模信号”,此时1,2两端的瞬时对地电压是各不相同的。
非平衡电路只有一个输入端,另一端是接地线的,所以没有共模信号之说。除非连接这两端的导线物理长度足够长,可以按长线理论等效为一段平衡网络,不过这个扯起来就话长了。
你已经知道干扰只是单频率的辐射,检测不必再用频谱仪,可以用示波器直接看波形。频谱有变化示波器也能看得出来。比如确实只有4M的单频,就应该是个正弦波,波形若有畸变,则说明不止一个单频,谱线在4M附近有一定宽度。如果正弦波叠加有尖峰,说明在更高频率上存在另外的干扰。
可以先用示波器查一下辐射来源。先看看是否来自于DC输入端,如果不是,再查查来自哪个芯片。观察几个点的波形用逐一排除法应该查得出来。
知道是哪个芯片的辐射之后,先给它加个屏蔽试试。如果无效(很有可能,因为导线也能辐射,也能直接传导),再去试试消除寄生耦合和加强退耦。
单纯理论上分析寄生耦合来源很困难,但是你的叙述中有几个疑点值得注意。第一是输入电缆的屏蔽层不与本机地线相连,是产生寄生耦合的可疑来源之一,至少应该做成交流对地短路,如我前面说的加电容,1000P也许稍嫌小,有优质0.1u也可一试。第二是机内几个地线不直接相连,尤其B,C之间用电感跨接,本身已经制造了交流耦合,不理解。地线A如果没接入U30,问题不大,有U30存在,要考虑对B,C交流短路,可以试试。第三是你的地线走线方法,所说的“B和C之间多点就近用0欧相连”可疑,构成环路的走线方式是可疑耦合来源,一般是应该避免的。
去耦手段,如果证明光用去耦电容没用,说明地线走线中一定存在耦合,或存在空间耦合,干扰信号电压不是加在输出(入)端与地之间的。对你这个电源电路来说,退耦的原则之一,是保证输出端对地,外接装置的屏蔽层对地,不同位置的地线之间,应处于交流“短路”状态,至少对4M频率接近零阻抗。
有辐射是比较麻烦的。如果机内屏蔽以及一般退耦措施无效,就要考虑改变电路板布局,或在芯片外接端加装低通滤波器等等,那个就比较费事了。
由于信息不全,我说的不一定都对,仅供参考。
抱歉这两天忙,不然想做个图分析你的接地
你这里3个地,不知道工艺上哪个地和外壳(真地)相同。
这样3个地,组成3个互相浮地的系统,A、B系统之间有直流、交流阻抗,B、C系统之间有交流阻抗,任何外界干扰只要串进来,就能在三个系统之间造成感应干扰,甚至振荡。
区分公模差模,可以用谱仪+lisn.
我常把共模电感放在整流电路前。 不了解你的设计限制。 有EMC test plot 更好分析。
你4Mhz是 宽带还是窄带?
你的udc1 工作频率是多少?
这是一个降压DC-DC,开关频率从400kHz~2MHz都有,从电感的选取上估计不大,500~700kHz,4MHz应该是他的高次谐波。
输入电容是一个较大容量的电容, 估计是多层陶瓷。多层陶瓷在高频滤波能力下降很快,许多品牌的电容谐振值在5MHz,在输入电容上并联一个0.47uf的SLCC,可以大幅降低高频干扰。
另外说一个我的分析:
1. 一切干扰最后都可以归结到屏蔽上,但屏蔽要做好有时是不容易的, 受到工业设计的限制和成本的限制
2. 从干扰源着手是最简单的办法--输入滤波电容
3. 其次是干扰传播路径--共模电感等
4. 共模干扰主要是对地分布电容导致的,但越是高频的干扰通过分布电容越容易。控制高频分量是解决共模干扰的一个思路。