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單片機的EMC測試及故障排除

作者: 時間:2012-06-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:講述的定義,應(yīng)用系統(tǒng)的方法,新器件新材料的應(yīng)用以及技術(shù)。只要從事電子產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)或者供應(yīng),就必須進行EMC電磁兼容的檢測工作。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/171366.htm

引言

所謂EMC就是:設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作,且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC包括兩大方面內(nèi)容:對其向外界發(fā)送的電磁騷擾強度進行,以便確認是否符合有關(guān)標準規(guī)定的限制值要求;對其在規(guī)定電磁騷擾強度的電磁環(huán)境條件下進行敏感度測試,以便確認是否符合有關(guān)標準規(guī)定的抗擾度要求。對于從事應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的工程技術(shù)人員來說,掌握一定的EMC測試技術(shù)是十分必要的。EMC是電磁兼容(Electro-Magnetic Compatibility)的縮寫,它包括電磁干擾(EMI)和電磁敏感性(EMS)兩部分。由于電器產(chǎn)品在使用時對其它電器有電磁干擾,或受到其它電器的電磁干擾,它不僅關(guān)系到產(chǎn)品工作的可靠性和安全性,還可能影響其它電器的正常工作,甚至導(dǎo)致安全危險。

1 系統(tǒng)EMC測試

(1)測試環(huán)境

為了保證測試結(jié)果的準確和可靠性,電磁兼容性測量對測試環(huán)境有較高的要求,測量場地有室外開闊場地、屏蔽室或電波暗室等。

(2)測試設(shè)備

電磁兼容測量設(shè)備分為兩類:一類是電磁干擾測量設(shè)備,設(shè)備接上適當?shù)膫鞲衅?,就可以進行電磁干擾的測量;另一類是在電磁敏感度測量,設(shè)備模擬不同干擾源,通過適當?shù)鸟詈?去耦網(wǎng)絡(luò)、傳感器或天線,施加于各類被測設(shè)備,用作敏感度或干擾度測量。

(3)測量方法

電磁兼容性測試依據(jù)標準的不同,有許多種測量方法,但歸納起來可分為4類;傳導(dǎo)發(fā)射測試、輻射發(fā)射測試、傳導(dǎo)敏感度(抗擾度)測試和輻射敏感度(抗擾度)測試。

(4)測試診斷步驟

圖1給出了一個設(shè)備或系統(tǒng)的電磁干擾發(fā)射與分析步驟。按照這個步驟進行,可以提高測試診斷的效率。

(5)測試準備

①試驗場地條件:EMC測試實驗室為電波半暗室和屏蔽室。前者用于輻射發(fā)射和輻射敏感測試,后者用于傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)敏感度測試。

②環(huán)境電平要求:傳導(dǎo)和輻射的電磁環(huán)境電平最好遠低于標準規(guī)定的極限值,一般使環(huán)境電平至少低于極限值6dB。

③試驗桌。

④測量設(shè)備和被測設(shè)備的隔離。

⑤敏感性判別準則:一般由被測方提供,并實話監(jiān)視和判別,以測量和觀察的方式確定性能降低的程度。

⑥被測設(shè)備的放置:為保證實驗的重復(fù)性,對被測設(shè)備的放置方式通常有具體的規(guī)定。

(6)測試種類

傳導(dǎo)發(fā)射測試、輻射發(fā)送測試、傳導(dǎo)抗擾度測試、輻射抗擾度測試。

(7)常用測量儀

電磁干擾(EMI)和電磁敏感度(EMS)測試,需要用到許多電子儀器,如頻譜分析儀、電磁場干擾測量儀、信號源、功能放大器、示波器等。由于EMC測試頻率很寬(20Hz~40GHz)、幅度很大(μV級至kW級)、模式很多(FM、AM等)、姿態(tài)很多(平放、斜放等),因此正確地使用電子儀器非常重要。測量電磁干擾的合適儀器是頻譜分析儀。頻譜分析儀是一種將電壓幅度隨頻率變化的規(guī)律顯示出來的儀器,它顯示的波形稱為頻譜。頻譜分析儀克服了示波器在測量電磁干擾中的缺點,能夠精確測量各個頻率上的干擾強度,用頻譜分析儀可以直接顯示出信號的各個頻譜分量。

在解決電磁干擾問題時,最重要的一個問題是判斷干擾的來源。只有準確將干擾源定位后,才能夠提出解決干擾的措施。根據(jù)信號的頻率來確定干擾源泉是最簡單的方法,因為在信號的所有特征中,頻率特征是最穩(wěn)定的,并且電路設(shè)計人員往往對電路中各個部位的信號頻率都十分清楚。因此,只要知道了干擾信號的頻率,就能夠推測出干擾是哪個部位產(chǎn)生的。對于電磁干擾信號,由于其幅度往往遠小于正常工作信號,用頻譜分析儀做這種測量是十分簡單的。由于頻譜分析儀的中頻帶寬較窄,因此能夠?qū)⑴c干擾信號頻率不同的信號濾除掉,精確地測量出干擾信號頻率,從而判斷產(chǎn)生干擾信號的電路。

2 電磁兼容技術(shù)

(1)傳導(dǎo)型問題的解決

①通過串聯(lián)一個高阻抗來減少EMI電流。

②通過并聯(lián)一個低阻抗將EMI電流短路到地或引到其它回路導(dǎo)體。

③通過電流隔離裝置切斷EMI電流。

④通過其自身作用來抑制EMI電流。

(2)電磁兼容的容性解決方案

一種常見的現(xiàn)象是不把濾波電容的一側(cè)看成直接與一個分離的阻抗相連,而看成與傳輸線相連。典型的情況是,當一條輸入輸出線的長度達到或超過1/4波長時,該傳輸線變“長”。實際可以用下式近似表示這種變化:

l≥55/f


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