1.   介紹

      有位(wei)客(ke)戶要(yao)求(qiu)我們解決超聲波(bo)停車(che)雷達(da)設備的(de)輻射幹(gan)擾問題。該(gai)設(she)備在(zai)530 kHz -2 MHz頻率(lv)範圍(wei)內未(wei)通過CISPR 25 4類(lei)窄帶輻射噪(zao)聲測(ce)試。 該(gai)設(she)備由(you)壹(yi)個(ge)帶蜂(feng)鳴器的控制器和(he)兩(liang)個(ge)雷達(da)模塊(kuai)組(zu)成。 接線(xian)包(bao)括控制器的電源(yuan)電纜和(he)控制器與兩(liang)個(ge)雷達(da)模塊(kuai)之(zhi)間(jian)的通(tong)信(xin)/電(dian)源(yuan)電纜。

測(ce)得(de)的傳(chuan)導(dao)發射頻譜(pu)在(zai)530 kHz至約1.1 MHz的(de)範圍(wei)內超過了(le)CISPR 25 4類(lei)的限(xian)制。 此外(wai)，客(ke)戶提供(gong)了信(xin)息(xi)，即在模塊(kuai)電(dian)纜斷開(kai)的(de)情況(kuang)下(xia)測(ce)試也失敗(bai)了。

方法

觀察頻譜(pu)可(ke)得(de)出第壹(yi)個(ge)線(xian)索(suo)。 給(gei)定(ding)設(she)備發(fa)射超出限制的(de)低(di)頻範圍(wei)，頻率(lv)點(dian)指(zhi)向相對(dui)低(di)頻的數(shu)字信(xin)號(hao)。 相對(dui)較(jiao)寬(kuan)的(de)噪(zao)聲，不(bu)存(cun)在(zai)不(bu)連(lian)續(xu)的頻譜(pu)線(xian)表明(ming)來自微控制器本身或控制器與雷達(da)模塊(kuai)之(zhi)間(jian)的串行接口(kou)的發(fa)射。

正如客(ke)戶所(suo)提到(dao)的，該(gai)設(she)備在(zai)斷開(kai)與(yu)模塊(kuai)的(de)電纜連(lian)接的情況(kuang)下(xia)也發生了故(gu)障(zhang)，最(zui)初(chu)的(de)懷疑(yi)來自於微控制器

3.   測(ce)試設置(zhi)和(he)測(ce)量(liang)

EMC近場(chang)探頭(tou)和(he)TEM單(dan)元與頻譜(pu)分(fen)析儀(yi)結(jie)合(he)使用，是識(shi)別輻射問題來源(yuan)的基本工具。

由於H和(he)E場(chang)探頭(tou)在kHz範圍(wei)內的(de)靈(ling)敏(min)度不(bu)是很(hen)高，因(yin)此使用Tekbox TBTC3 TEM單(dan)元立即(ji)進(jin)行(xing)測(ce)試。 涉及(ji)的(de)頻譜(pu)分(fen)析儀(yi)是Siglent SSA3021X。

就低(di)成本頻譜(pu)分(fen)析儀(yi)的(de)本底(di)而(er)言(yan)，測(ce)量(liang)CISPR25 4級或(huo)5級輻(fu)射或(huo)傳(chuan)導(dao)噪(zao)聲的挑戰是標(biao)準(zhun)的相對(dui)較(jiao)低(di)限(xian)制。

對於開(kai)放(fang)式(shi)TEM單(dan)元，附近開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)和(he)AM廣(guang)播信(xin)號(hao)的環境噪(zao)聲可(ke)能會阻礙kHz和(he)低(di)MHz範圍(wei)內低(di)電(dian)平(ping)的(de)測(ce)量(liang)。

打開(kai)頻譜(pu)分(fen)析儀(yi)並(bing)進(jin)行以(yi)下(xia)設置(zhi)：

跨(kua)度530 kHz – 2 MHz; 帶寬(kuan)9 kHz; 衰(shuai)減(jian)器0 dB; 前置(zhi)放(fang)大(da)器打開(kai)； 平(ping)均(jun)電(dian)壓、正(zheng)峰值檢(jian)測(ce)器顯示

使用此設置(zhi)顯示的(de)本底(di)噪(zao)聲約為(wei)-20dBµV，這(zhe)對於此類(lei)頻譜(pu)分(fen)析儀(yi)而(er)言(yan)令人印象深刻(ke)。 但是，需(xu)要(yao)考慮(lv)的(de)是，感興趣(qu)的(de)頻率(lv)範圍(wei)充滿(man)了可(ke)能被(bei)拾(shi)取(qu)的AM廣(guang)播信(xin)號(hao)。

盡(jin)管(guan)存(cun)在(zai)AM廣(guang)播信(xin)號(hao)中的壹(yi)些(xie)峰值，但(dan)在測(ce)得(de)的頻譜(pu)中(zhong)可(ke)見的(de)“峰值"與(yu)屏蔽(bi)暗(an)室(shi)內(nei)的測(ce)量(liang)圖(tu)很(hen)好地(di)相關(guan)。 與(yu)在屏蔽(bi)暗(an)室(shi)中(zhong)測(ce)得(de)的幅(fu)度(du)相比，在TEM單(dan)元中測(ce)得(de)的幅(fu)度(du)大約低(di)20 dBµV。

接下來，電纜被(bei)拆除(chu)，因(yin)為(wei)根據客(ke)戶的(de)說(shuo)法，電(dian)纜拆(chai)除也失敗(bai)了。為(wei)簡(jian)單(dan)起(qi)見，電(dian)纜保(bao)持(chi)物(wu)理連(lian)接，但相對(dui)於(yu)TEM單(dan)元隔片移(yi)動到(dao)壹(yi)側(ce)。

出人意料的(de)是，移(yi)動電(dian)纜可(ke)大大(da)降(jiang)低(di)DUT的(de)輻(fu)射幹(gan)擾：

“移走"電纜可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)大(da)約11 dBµV的(de)幅(fu)度(du)的輻射噪(zao)聲。 經與客(ke)戶核實(shi)，實(shi)際上並沒有拔(ba)掉(diao)電(dian)纜，而(er)是斷開(kai)了(le)兩(liang)個(ge)雷達(da)傳(chuan)感器的連(lian)接。 這也解釋了(le)為(wei)什麽(me)頻譜(pu)“ hills"的(de)相對(dui)幅(fu)度(du)與TEM單(dan)元測(ce)量(liang)相比有所(suo)不(bu)同(tong)。 電(dian)纜直(zhi)接在微(wei)波(bo)暗(an)室(shi)中(zhong)設置(zhi)，而(er)在(zai)TEM單(dan)元中則(ze)是盤(pan)繞(rao)的。

3.   結(jie)論(lun)

拔(ba)下(xia)電(dian)纜可(ke)大大(da)降(jiang)低(di)DUT的(de)輻(fu)射噪(zao)聲。盡(jin)管(guan)客(ke)戶卸(xie)下(xia)了雷達(da)模塊(kuai)，但(dan)他仍未(wei)通過測(ce)試。實(shi)際上，即使沒有模塊(kuai)，控制器也將持(chi)續(xu)嘗試通過串行電(dian)纜進(jin)行通(tong)信(xin)，而(er)不(bu)會發生超時。因(yin)此，很(hen)可(ke)能是控制器和(he)雷達(da)模塊(kuai)之(zhi)間(jian)的串行通(tong)信(xin)接口(kou)是罪(zui)魁禍首。為了(le)解決該(gai)問題，有必(bi)要(yao)對接口(kou)進行(xing)壹(yi)些(xie)過濾(lv)。

由於鐵氧(yang)體在(zai)低(di)頻下不(bu)是很(hen)有效(xiao)，因(yin)此決定(ding)增加(jia)與(yu)電纜串聯的(de)電阻器。這似乎是壹(yi)種特別實(shi)用(yong)的(de)方(fang)法，因為PCB上已(yi)經組(zu)裝(zhuang)了(le)0歐姆(mu)串聯電(dian)阻。用1K代(dai)替(ti)0 Ohm串聯電(dian)阻可(ke)將輻(fu)射噪(zao)聲電平降(jiang)低(di)約12 dBµV。但(dan)是，事實(shi)證明(ming)，串行接口(kou)在電(dian)源(yuan)電壓(ya)範圍(wei)內不(bu)再(zai)可(ke)靠地(di)工作。最(zui)後，還需(xu)要(yao)在晶體管(guan)化(hua)的串行接口(kou)電路中調(tiao)整壹(yi)些(xie)其(qi)他(ta)電阻，以(yi)解決輻(fu)射問題並(bing)將串行接口(kou)的性(xing)能保(bao)持(chi)在(zai)規(gui)格(ge)範圍(wei)內。經(jing)過壹(yi)些(xie)修(xiu)改(gai)和(he)測(ce)量(liang)，結(jie)果如(ru)下所(suo)示：

3.   分析

由Siglent頻譜(pu)分(fen)析儀(yi)SSA 3021X和(he)Tekbox TEM單(dan)元組成的裝(zhuang)置(zhi)已(yi)成功用(yong)於測(ce)量(liang)和(he)減(jian)少(shao)輻(fu)射發(fa)射問題。輻(fu)射信(xin)號(hao)的頻譜(pu)相對(dui)較(jiao)寬(kuan)，沒(mei)有尖(jian)銳(rui)的峰值。盡(jin)管(guan)幅(fu)度(du)很(hen)低(di)，並(bing)且(qie)廣(guang)播電臺(tai)的環境頻譜(pu)範圍(wei)很(hen)廣(guang)，但(dan)設(she)置(zhi)仍(reng)能(neng)很(hen)好地(di)進行(xing)。

TEM單(dan)元內部(bu)DUT的(de)放(fang)置(zhi)可(ke)提供(gong)非(fei)常可(ke)重復的(de)結(jie)果，而(er)無需(xu)在(zai)每(mei)次修改(gai)後準(zhun)確地(di)重(zhong)新(xin)放置(zhi)DUT。 EMC探針是精(jing)確定(ding)位(wei)/識(shi)別PCB上放(fang)射源(yuan)的理想之(zhi)選(xuan)，而TEM單(dan)元的優(you)勢(shi)在於，它能夠(gou)準(zhun)確地(di)測(ce)量(liang)修(xiu)改(gai)後的(de)輻(fu)射信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)的改(gai)善，以(yi)達(da)到(dao)法規要(yao)求(qiu)。測(ce)量(liang)由(you)幾個(ge)單(dan)獨的設(she)備和(he)互連(lian)電纜組(zu)成的產(chan)品的*排(pai)放(fang)也是非(fei)常實(shi)用(yong)的(de)。

測(ce)試測(ce)量(liang)只(zhi)需(xu)要(yao)很(hen)小的(de)空(kong)間(jian)。為了(le)找到(dao)壹(yi)個(ge)既(ji)滿(man)足(zu)EMC又(you)滿(man)足(zu)功能(neng)要(yao)求(qiu)的(de)理想解決方(fang)案(an)，改(gai)進停車(che)雷達(da)需(xu)要(yao)進行(xing)多(duo)次叠(die)代(dai)。如(ru)果(guo)在(zai)每(mei)次叠(die)代(dai)之(zhi)後(hou)都必須(xu)在微(wei)波(bo)暗(an)室(shi)中(zhong)進行重新(xin)測(ce)量(liang)，則(ze)成本很(hen)可(ke)能已(yi)經超過了(le)購買(mai)頻譜(pu)分(fen)析儀(yi)和(he)TEM單(dan)元的成本。