电能表射频辐射抗扰度试验整改2

对策措施 1：在电流采样模拟信号输入端串接磁珠进行高频滤波处理。

试验结果见表 3。试验结果表明，空载情况下对电流采样前端进行高频滤波处理，试验结果没有改善。这说明不是采样前端直接耦合了骚扰源发出的干扰信号。

对策措施 2：在电流采样回路增加 LC滤波电路。

试验结果与对策措施 1 相似。

对策措施 3：在芯片管脚处对电流采样信号短路。

试验结果与对策措施 1相似。这说明在没有电流采样信号输入的时候，也有能量脉冲输出。

由于 ADE7758的前端采样信号是差模输入，共模干扰不会对采样造成影响，即使在前端有共模干扰信号，差分信号为零也不会导致有能量累计和脉冲输出，因此基本排除了上述三种原因中第一种的可能。

对策措施 4：断开 ADE7758 有功输出。试验结果见表 4。这说明有功脉冲的输出线路和无功脉冲的输出线路在射频电磁场干扰情况下相互干扰，数字逻辑电平不稳。

对策措施 5：在 PCB 板上将有功脉冲和无功脉冲的输出线路割断，并在割断处用细导线直接跳线，重新焊接，细导线上同时串联磁珠。

试验结果如表5所示。从试验的结果看，已经排除了射频电磁场干扰对电能表的影响。

验证了属于上述三种原因中的第二种，说明主要的干扰信号是从有功和无功脉冲输出线路耦合进入 PCB 板的。与之相对应的，PCB板上的有功和无功脉冲输出线路布线不理想，需要进行优化改进。

对策措施 6：根据对策措施 5 的试验整改情况优化 PCB 板。

试验结果与对策措施5相同，全部合格，顺利通过试验。

优化前计量电路的 PCB 板布局如图 1所示。

图1 优化前计量电路PCB板布局

在上面PCB板截图中，红色和蓝色铜皮均为计量部分的地参考网络，可以比较清楚的看到在PCB板的顶层和底层之间，有功脉冲输出线路和无功脉冲输出线路间的地参考网络被芯片和其它网络线分割的很离散，整个地参考网络构成了一个较大的环路容易耦合外部的空间干扰信号。

优化后计量电路的PCB板布局如图2所示。通过优化ADE7758能量脉冲输出部分的走线，提高了地网络敷铜的完整性，降低了耦合干扰信号的机率。优化后的PCB板原理上没有任何更改。

图2 优化后计量电路PCB板布局

从这个案例的最终解决方案再结合其它电能表的试验情况来看，射频辐射抗扰度试验不合格往往是在PCB布板时设计不合理造成的，而不是硬件原理上的问题。因此加强电磁兼容的学习，在试验过程中尽快找到敏感干扰点，对PCB板进行优化设计是一种解决此类问题的有效途径。为了提高射频抗扰度试验的通过率，以下几点在电能表PCB板设计初期需要引起注意：

(1) 综合考虑产品结构件的特点，使采样输入模拟信号部分走线尽可能短，并与高频变压器，电流互感器，电压互感器等保持15mm以上距离。

(2) 采样部分模拟电源与数字电源分离，并在芯片模拟电源，数字电源接口处进行单点接地，尽量避免模拟电源与数字电源相互干扰。

(3) 计量部分地参考网络尽可能完整，不要出现大的环路，避免环路将电磁信号耦合到电源系统中。

(4) 能量脉冲输出线路走线做阻抗匹配处理，避免在附近布高频信号线，关键信号线可做包地处理。

注：来源于网络整理