由电缆布线造成的辐射超标【EMC学习】

【现象描述】

对某产品进行辐射发射测试，发现其不能满足要求，具体现象是从100- 230 MHz频段内出现严重超标，最大点超过 ClassB 限值20 dB之多。

【原因分析】

经过检查发现，该设备的直流供电电源线，布置如下图所示， 即直流电源线从电源连接器、电源滤波器进入设备后，分为两路，经过一段很长的距离后再接到内部连接器。可见，两根直流电源线( – 48V线与0V)之间形成了一个较大的环路。

电流和环路是形成辐射的重要条件。在本案例中，正、负电源线分开走线形成了一个比较大的环路，电源线中流动的电源噪声是辐射驱动的。如果闭环较小（远远小于所关心的信号或频率的波长），则场强与闭环面积成正比。闭环越大，天线终端观察到的频率越低。对于一个特定的物理尺寸，天线将在特定的频率上产生谐振。闭合回路的面积越大，差模电流所产生的辐射就越严重。

【处理措施】

根据以上分析结果，要解决此问题，只要将地线与电源线从散热孔中间走线（如上图中虚线所示），使电源线的环路面积与原来相比使电源线的环路面积大大减小。

【思考与启示】

(1)控制环路面积是降低辐射的必要手段，不但PCB布线时要尽星减小环路面积，电缆的布置中也要注意电流环路的大小。

(2)通过改变闭合回路的形状，使之尽量狭长，也可以有效地减小差模电流的辐射干扰水平。

(3)根据差模电流在各个极化方向上的辐射水平的不同，尽量使邻近电缆环路、PCB板上的印制线或元器件在较大辐射水平的极化方向上有最小的电长度，这样可以保证它们 耦合到较少的电磁能量。

(4)在对机箱内部的电缆进行布线设计时，确保电缆在较大辐射水平的极化方向上的长度最小，从而使电缆耦合到的电磁能量最少。

(5)确定得到最小的机箱对外辐射效果的通风窗或观察窗的位置和结构。通风窗或观察窗应尽可能安装在辐射水平较低的位置。如果通风窗或观察窗是由矩形孔构成的，还应该考虑辐射场在窗口位置的各个方向的极化水平，尽量使矩形孔的长边不在辐射水平最大的极化方向上，以便使从机箱辐射出去的电磁能量最少。

注：以上用例来自《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》