RK3568行業(yè)定制主板脈沖群抗擾度整改方案驗(yàn)證

電快速瞬變脈沖群EFT試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證電子設(shè)備機(jī)械開(kāi)關(guān)對(duì)電感性負(fù)載切換、繼電器觸點(diǎn)彈跳、高壓開(kāi)關(guān)切換等引起的瞬時(shí)擾動(dòng)的抗干擾能力。這種試驗(yàn)方法是一種耦合到電源線路、控制線路、信號(hào)線路上的由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群試驗(yàn)。容易出現(xiàn)問(wèn)題的場(chǎng)合有電力設(shè)備或監(jiān)控電網(wǎng)的設(shè)備、使用在工業(yè)自動(dòng)化上面的設(shè)備、醫(yī)療監(jiān)護(hù)等檢測(cè)微弱信號(hào)設(shè)備。

對(duì)電源線通過(guò)耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)施加EFT干擾時(shí)，信號(hào)發(fā)生器輸出的一端通過(guò)33nF的電容注入到被測(cè)電源線上，另外一端通過(guò)耦合單元的接地端子與大地相連；對(duì)信號(hào)/控制線通過(guò)容性耦合夾施加EFT干擾時(shí)，信號(hào)發(fā)生器輸出通過(guò)耦合板與受試電纜之間的分布電容進(jìn)入受試電纜，而受試電纜所接收到的脈沖是相對(duì)接地板而言的。這兩種干擾注入方式都是對(duì)大地的共模注入方式。因此，所有的差模抑制方法對(duì)此類干擾無(wú)能為力。

對(duì)于一根載有60MHz以上頻率的電源線來(lái)說(shuō)，如果長(zhǎng)度為1M，由于導(dǎo)線長(zhǎng)度已經(jīng)可以和信號(hào)的波長(zhǎng)可比，不能再以普通傳輸線來(lái)考慮，信號(hào)在線上的傳輸過(guò)程中，部分依然可以通過(guò)傳輸線進(jìn)入受試設(shè)備（傳導(dǎo)****），部分要從線上逸出，成為輻射信號(hào)進(jìn)入受試設(shè)備（輻射****）。因此，受試設(shè)備受到的干擾實(shí)際上就是傳導(dǎo)與輻射的結(jié)合。很明顯，傳導(dǎo)和輻射的比例和電源線長(zhǎng)度相關(guān)，線路越短，傳導(dǎo)成分越多，而輻射比例越小；反之輻射比例就大。單純對(duì)EFT干擾施加端口采取傳導(dǎo)干擾抑制（例如加濾波器）方式無(wú)法完全克服此類干擾的影響。

與其它瞬態(tài)脈沖一樣，EFT抗擾度測(cè)試時(shí)施加在被測(cè)線纜上的EFT脈沖幅度從幾百伏到數(shù)千伏。對(duì)付此類高壓大能量脈沖，僅依靠屏蔽、濾波和接地等普通電磁干擾抑制措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。對(duì)此類脈沖應(yīng)先使用專用的脈沖吸收電路將脈沖干擾的能量和幅度降低到較低水平再采取其他的電磁干擾抑制措施，這樣才能使被測(cè)設(shè)備有效抵抗此類干擾。

EFT干擾有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

l EFT干擾以共模方式侵入敏感設(shè)備；

l EFT干擾在傳遞過(guò)程中通過(guò)輻射和傳導(dǎo)兩種方式影響被測(cè)設(shè)備電路；

l EFT干擾是由一組組的密集的單極性脈沖構(gòu)成，對(duì)敏感設(shè)備電路結(jié)點(diǎn)的影響具有連續(xù)累積性；

l EFT干擾侵入敏感設(shè)備的頻率覆蓋中高頻頻率段，且電源端口的頻譜分量比信號(hào)端口低頻分量更豐富；

l EFT干擾是一種典型的高壓快速脈沖干擾；

l EFT干擾主要通過(guò)三種路徑影響敏感設(shè)備電路：直接通過(guò)干擾線傳導(dǎo)進(jìn)入敏感設(shè)備電路；通過(guò)干擾線輻射到相鄰的干擾線，再?gòu)南噜徃蓴_線進(jìn)入敏感設(shè)備電路；通過(guò)干擾線輻射直接進(jìn)入敏感設(shè)備電路。

針對(duì)這些特點(diǎn)，我們采取的對(duì)策包括：

l 對(duì)直接傳導(dǎo)干擾應(yīng)以共模抑制為主；

l 為抑制傳導(dǎo)和輻射兩者途徑的干擾，我們除對(duì)端口線進(jìn)行濾波外，還需對(duì)敏感電路進(jìn)行屏蔽；

l 為了有效抑制這種密集的單極性脈沖，單純使用反射型電容、電感濾波會(huì)很快飽和，考慮到電源和信號(hào)傳遞RC類的吸收濾波器未必適用，較好的方式是利用高頻鐵氧體對(duì)高頻干擾呈阻性，能直接吸收高頻干擾并轉(zhuǎn)化為熱能的特性，來(lái)吸收此類干擾；

l 選擇傳輸線濾波電路應(yīng)覆蓋侵入的EFT干擾的頻譜范圍；

l 對(duì)EFT類共模的高壓快速脈沖干擾，若在干擾通道先采用對(duì)地的脈沖吸收器吸收大部分脈沖電壓和能量，再配合吸收式共模濾波器，可起到事半功倍的效果；

l 為了對(duì)EFT干擾侵入敏感設(shè)備的三條路徑都有較好的防范，我們除對(duì)干擾直接傳輸通道采取脈沖吸收和濾波，對(duì)空間輻射采取屏蔽等措施外，為防止EFT干擾通過(guò)空間輻射到非EFT干擾直接侵入的端口線，再?gòu)倪@些端口線侵入敏感設(shè)備，應(yīng)讓這些端口線與其他端口線加以空間分隔，并對(duì)些端口也采取適當(dāng)?shù)墓材８蓴_抑制措施。

對(duì)RK3568行業(yè)定制主板做電源脈沖群抗擾度試驗(yàn)，對(duì)電源PE進(jìn)行干擾時(shí)，LVDS顯示屏?xí)W爍，受到電磁干擾，如下圖所示。

圖4.1 LVDS屏幕閃爍現(xiàn)象

圖4.2可能受干擾點(diǎn)

l   升壓板與底部并沒(méi)有完全隔斷，有可能通過(guò)底部收到干擾

l   電源強(qiáng)電流與弱電流交叉，會(huì)有信號(hào)干擾，強(qiáng)電線傳輸?shù)氖墙涣麟娫磩?dòng)力，會(huì)有較強(qiáng)的干擾諧波，與弱電線布設(shè)太近，尤其是平行布設(shè)，在沒(méi)有電磁屏蔽的情況下會(huì)產(chǎn)生干擾，影響信號(hào)傳遞。

l   電源前端可以增加磁環(huán)，增強(qiáng)抗干擾性。

l   電源前端也需要增加一個(gè)壓敏電阻，能夠?qū)γ}沖群的干擾進(jìn)行一個(gè)抑制效果同時(shí)也能夠吸收掉剩余的電磁干擾。

l   LVDS的信號(hào)線防護(hù)可能不夠強(qiáng)，可以用錫箔紙將信號(hào)線包裹住，防止干擾信號(hào)竄入。

圖4.3網(wǎng)口和can口

l   網(wǎng)口和can口在做信號(hào)線脈沖群時(shí)，板級(jí)防護(hù)不足以抵抗干擾，所以可以在網(wǎng)口和can口線上增加磁環(huán)來(lái)做防護(hù)，便可以在網(wǎng)口和can口增加結(jié)構(gòu)板，在結(jié)構(gòu)板上做防護(hù)，將信號(hào)干擾隔開(kāi)不會(huì)影響到主板。這種的設(shè)計(jì)能夠很好的做這種防護(hù)，也能將接口模塊化，如若替換或更改只用整改結(jié)構(gòu)板不用整改底板。

圖4.4外殼地線

l   因?yàn)槁菘锥急粐娖?，做?shí)驗(yàn)時(shí)并沒(méi)有上螺絲，整體外殼結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題，導(dǎo)致后蓋與前蓋接觸不良，接地的效果并不好，沒(méi)有形成泄放回路，所以需要在外殼上單獨(dú)接一個(gè)地線出來(lái)。

圖4.5整改點(diǎn)

1.      將弱電源線與底板隔開(kāi)

2.      電源前端增加磁環(huán)保護(hù)

3.      電源前端增加壓敏電阻

4.      將強(qiáng)電流與弱電流分離開(kāi)來(lái)

5.      將升壓板與底部徹底隔開(kāi)。

6.      將LVDS信號(hào)線、背光線用錫箔紙包起。

圖4.6 can口和網(wǎng)口的接口板，將干擾隔離開(kāi)

圖4.7整改環(huán)境

整改過(guò)后，屏閃現(xiàn)象消失，電源脈沖群試驗(yàn)?zāi)軌蛘Ｍㄟ^(guò)。