手機(jī)電磁兼容問題與解決方案

本文針對(duì)手機(jī)電磁兼容測(cè)試中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，包括靜電放電抗擾度試驗(yàn)、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)、輻射騷擾及傳導(dǎo)騷擾性能測(cè)試中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的改善手機(jī)電磁兼容性能的建議。

　　1 靜電放電抗擾度試驗(yàn)

　　1.1靜電放電抗擾度試驗(yàn)常見問題

　　靜電放電抗擾度測(cè)試中出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　(1)手機(jī)通話中斷。

　　(2)靜電放電導(dǎo)致手機(jī)部分功能失效，但靜電放電過(guò)程結(jié)束后或者重新啟動(dòng)手機(jī)之后失效的功能可以恢復(fù)。這些現(xiàn)象可能為：

　　屏幕顯示異常，如屏幕顯示呈白色、出現(xiàn)條紋、顯示出現(xiàn)亂碼、顯示模糊等等;

　　通話效果出現(xiàn)問題，如嘯叫聲或者聲音消失;

　　按鍵功能或者觸摸屏功能喪失;

　　軟件出現(xiàn)誤告警，如在并沒有出現(xiàn)插拔充電器的情況下頻繁提示“充電已連接、充電器已移除”。

　　(3)手機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)或者重新啟動(dòng)現(xiàn)象。這個(gè)問題既可能發(fā)生在通話過(guò)程中，也可能發(fā)生在待機(jī)過(guò)程中。

　　(4)靜電放電導(dǎo)致手機(jī)失效或損壞。

　　由于部分器件損壞，手機(jī)的一些功能在重新啟動(dòng)后仍無(wú)法恢復(fù)，如攝像頭功能;

　　自動(dòng)關(guān)機(jī)后無(wú)法再次開機(jī)的情況;

　　與充電器相連接的情況下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，充電器也可能出現(xiàn)失效、損壞甚至爆炸等問題。

　　1.2靜電放電問題的具體分析

　　(1)通話中斷：造成通話中斷的主要原因是靜電放電對(duì)手機(jī)內(nèi)部的射頻電路和/或基帶電路造成影響，造成了通信信噪比的下降，信號(hào)同步出現(xiàn)問題，從而造成通話中斷。

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也可能導(dǎo)致通話中斷。靜電放電試驗(yàn)中需要使用較大面積的金屬材質(zhì)的水平耦合板，手機(jī)與水平耦合板之間僅放置一個(gè)厚度為0.5 mm的絕緣墊。當(dāng)天線或者大面積的金屬部件距離這個(gè)水平耦合板距離過(guò)近時(shí)，可能產(chǎn)生相互耦合，導(dǎo)致移動(dòng)電話機(jī)實(shí)際能達(dá)到的靈敏度大大下降，進(jìn)行靜電試驗(yàn)時(shí)通話更容易中斷，嚴(yán)重時(shí)即使不施加靜電干擾移動(dòng)電話機(jī)都無(wú)法保持通話。

　　(2)自動(dòng)關(guān)機(jī)或重啟：基帶電路的復(fù)位電路受到靜電的干擾導(dǎo)致手機(jī)誤關(guān)機(jī)或重啟。

　　(3)手機(jī)失效或損壞：靜電放電過(guò)程中高電壓和高電流導(dǎo)致器件的熱失效或者絕緣擊穿。也可能受到靜電放電過(guò)程中的強(qiáng)電磁場(chǎng)影響導(dǎo)致器件暫時(shí)失效。

　　(4)軟件故障：靜電干擾信號(hào)被當(dāng)作有用信號(hào)被處理，導(dǎo)致操作系統(tǒng)誤響應(yīng)。

　　1.3靜電放電問題的改進(jìn)建議

　　(1)在設(shè)計(jì)方案上考慮靜電放電問題

　　盡量選擇靜電敏感度等級(jí)高的器件;

　　器件與靜電源隔離;

　　減少回路面積(面積越大，所包含的場(chǎng)流量越大，其感應(yīng)電流越大)。具體的措施可能包括：走線越短越好;電源與地越接近越好;存在多組電源和地時(shí)，以格子方式連接;太長(zhǎng)的信號(hào)線或電源線必須與地線交錯(cuò)布置;信號(hào)線越靠近地線越好;所有的組件越近越好;同一特性器件越近越好;

　　接地平面設(shè)計(jì)：盡量在PCB上使用完整的地平面;PCB接地面積越大越好;不要有大的缺口;

　　PCB的接地線需要低阻抗且要有良好的隔離;

　　電源、地布局在板中間比在四周好;

　　在電源和地之間放置高頻旁路電容;

　　保護(hù)靜電敏感的元器件。

　　(2)出現(xiàn)靜電問題后的整改建議針對(duì)上述靜電放電問題，需要采取以下步驟進(jìn)行整改。

　　a)嘗試直接放電和間接放電、空氣放電和接觸放電，確認(rèn)耦合路徑;

　　b)從不同方向放電，觀察現(xiàn)象有何不同，確定所有的放電點(diǎn)和放電路徑;

　　c)從低到高，在不同電壓下進(jìn)行試驗(yàn)，確定手機(jī)在哪個(gè)電壓范圍內(nèi)出現(xiàn)不合格現(xiàn)象;

　　d)多試驗(yàn)幾臺(tái)樣機(jī)，分析共性，確認(rèn)失效原因;

　　e)根據(jù)耦合路徑、不合格現(xiàn)象、放電路徑，判斷相關(guān)的敏感器件;

　　f)針對(duì)敏感器件制訂解決方案;

　　g)通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證、修正解決方案。整改中具體可采用以下措施。

　　對(duì)于機(jī)殼縫隙、按鍵、FPCB的問題可用介質(zhì)隔離的方式來(lái)處理;

　　對(duì)于攝像頭、麥克風(fēng)、聽筒等問題可以通過(guò)介質(zhì)隔離、加強(qiáng)接地等方式來(lái)處理;

　　具有屏蔽殼的芯片可以通過(guò)加強(qiáng)屏蔽效果、屏蔽殼加強(qiáng)接地的方式來(lái)處理;

　　對(duì)于接口電路、關(guān)鍵芯片的引腳，要通過(guò)使用保護(hù)器件(如TVS管，ESD防護(hù)器件)來(lái)加以保護(hù);·對(duì)于軟件的故障，可以通過(guò)增加一些邏輯判斷來(lái)正確檢測(cè)和處理告警信息的方式來(lái)改善。