手機(jī)電磁兼容問題與解決方案

　　2.1電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)概述

　　電快速瞬變脈沖群產(chǎn)生的原理如下：當(dāng)電感性負(fù)載(如繼電器、接觸器等)在斷開時(shí)，由于開關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，在斷開處產(chǎn)生的瞬態(tài)騷擾。當(dāng)電感性負(fù)載多次重復(fù)開關(guān)，則脈沖群又會(huì)以相應(yīng)的時(shí)間間隙多次重復(fù)出現(xiàn)。這種瞬態(tài)騷擾能量較小，一般不會(huì)引起設(shè)備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會(huì)對(duì)移動(dòng)電話機(jī)的可靠工作產(chǎn)生影響。

　　該試驗(yàn)是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到移動(dòng)電話機(jī)的電源端口的試驗(yàn)。試驗(yàn)脈沖的特點(diǎn)是：瞬變脈沖上升時(shí)間短、重復(fù)出現(xiàn)、能量低。該試驗(yàn)的目的就是為了檢驗(yàn)手機(jī)在遭受這類暫態(tài)騷擾影響時(shí)的性能。一般認(rèn)為電快速瞬變脈沖群之所以會(huì)造成手機(jī)的誤動(dòng)作，是因?yàn)槊}沖群對(duì)線路中半導(dǎo)體結(jié)電容充電，當(dāng)結(jié)電容上的能量累積到一定程度，便會(huì)引起手機(jī)的誤操作。具體表現(xiàn)為在測(cè)試過程中移動(dòng)電話機(jī)通信中斷、死機(jī)、軟件告警、控制及存儲(chǔ)功能喪失等。

　　2.2電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)常見問題分析

　　電快速瞬變脈沖波形通過充電器直接傳導(dǎo)進(jìn)手機(jī)，導(dǎo)致主板電路上有過大的噪聲電壓。當(dāng)單獨(dú)對(duì)火線或零線注入時(shí)，盡管是采取的對(duì)地的共模方式注入，但在火線和零線之間存在差模干擾，這種差模電壓會(huì)出現(xiàn)在充電器的直流輸出端。當(dāng)同時(shí)對(duì)火線和零線注入時(shí)，存在著共模干擾，但對(duì)充電器的輸出影響并不大。造成手機(jī)在測(cè)試過程中出現(xiàn)問題的原因是復(fù)雜的，具體表現(xiàn)為以下幾方面。

　　前期設(shè)計(jì)時(shí)未考慮電快速瞬變脈沖群抑制功能，沒有添加相關(guān)的濾波元器件，PCB設(shè)計(jì)綜合布線時(shí)也沒有注意線纜的隔離，主板接地設(shè)計(jì)也不符合規(guī)范，另外關(guān)鍵元器件的也沒有采取屏蔽保護(hù)措施等;

　　生產(chǎn)廠在元器件供應(yīng)商的選擇上沒有選用性能可靠的關(guān)鍵器件，導(dǎo)致測(cè)試過程中器件老化或者器件失效，從而容易受到電快速瞬變脈沖的干擾;

　　在整機(jī)生產(chǎn)組裝過程中，加工工藝及組裝水平出現(xiàn)的問題可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品一致性不好，個(gè)別送檢手機(jī)存在質(zhì)量問題;

　　檢測(cè)過程中由于其他測(cè)試項(xiàng)出現(xiàn)問題導(dǎo)致整改，可能由于整改方案的選擇會(huì)影響到電快速瞬變脈沖群測(cè)試不合格。

　　2.3電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)相關(guān)問題的改進(jìn)建議

　　針對(duì)電快速脈沖群干擾試驗(yàn)出現(xiàn)的問題，主要可以采取濾波及吸收的辦法來實(shí)現(xiàn)對(duì)電快速瞬變脈沖的抑制。

　　(1)在手機(jī)設(shè)計(jì)初期就應(yīng)重點(diǎn)考慮抑制電快速瞬變脈沖群干擾設(shè)計(jì)。

　　在PCB層電源輸入位置要做好濾波，通常采用的是大小電容組合，根據(jù)實(shí)際情況可以酌情再添加一級(jí)磁珠來濾除高頻信號(hào)，盡量采用表面封裝;

　　盡量減小PCB的地線公共阻抗值;

　　PCB布局盡量使干擾源遠(yuǎn)離敏感電路;

　　PCB的各類走線要盡量短;

　　減小環(huán)路面積;

　　在綜合布線時(shí)要注意強(qiáng)弱電的布線隔離、信號(hào)線與功率線的隔離。綜合布線是系統(tǒng)很重要的一個(gè)設(shè)計(jì)組成部分，一個(gè)糟糕的綜合布線格局很可能斷送一個(gè)設(shè)計(jì)精良的PCB的穩(wěn)定性;

　　關(guān)鍵敏感芯片需要屏蔽;

　　軟件上應(yīng)正確檢測(cè)和處理告警信息，及時(shí)恢復(fù)產(chǎn)品的狀態(tài)。

　　(2)元器件的選擇上應(yīng)使用質(zhì)量可靠的芯片，最好做過芯片級(jí)的電磁兼容仿真試驗(yàn)，質(zhì)量可靠的充電器、數(shù)據(jù)線及電池的選用可提升對(duì)電快速瞬變脈沖信號(hào)的抑制能力;

　　(3)廠家在組裝生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，做好生產(chǎn)工藝流程控制，盡量保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，減少因個(gè)別手機(jī)質(zhì)量問題帶來的測(cè)試不合格現(xiàn)象;

　　(4)EFT測(cè)試過程中如出現(xiàn)問題，可采用在充電器增加磁環(huán)或者電快速瞬變脈沖群濾波器的方法進(jìn)行整改，選用磁珠的內(nèi)徑越小、外徑越大、長度越長越好。采用加TVS管的整改方法作用有限;

　　(5)根據(jù)最新GB/T 17626.4-2008標(biāo)準(zhǔn)要求，重復(fù)頻率將增加100 kHz選項(xiàng)，將會(huì)比5 kHz更為嚴(yán)酷，廠家應(yīng)及早重視進(jìn)行相關(guān)的電快速瞬變脈沖群測(cè)試防護(hù)工作。

　　3輻射騷擾及傳導(dǎo)騷擾

　　3.1輻射騷擾、傳導(dǎo)騷擾相關(guān)問題的具體情況

　　輻射騷擾測(cè)試主要在30 MHz-100 MHz和200 MHz-900 MHz頻率范圍內(nèi)容易不合格，傳導(dǎo)騷擾則體現(xiàn)在5 MHz-30 MHz頻段范圍內(nèi)容易不合格。

　　3.2輻射騷擾傳導(dǎo)騷擾相關(guān)問題分析

　　輻射騷擾與傳導(dǎo)騷擾測(cè)試，是在使用充電器為手機(jī)充電，同時(shí)手機(jī)保持通信狀態(tài)以及最大發(fā)射功率情況下，進(jìn)行的電磁兼容測(cè)試。測(cè)試的結(jié)果是手機(jī)與充電器聯(lián)合工作的情況下的測(cè)試結(jié)果。不合格的原因可能是充電器造成的，也可能是手機(jī)本身造成的，也可能是手機(jī)與充電器聯(lián)合工作時(shí)兼容性不好而不合格。

　　產(chǎn)生問題的原因可能有以下幾個(gè)方面。

　　充電器和手機(jī)在最初的設(shè)計(jì)階段沒有充分的考慮電磁兼容性能;

　　在設(shè)計(jì)時(shí)，沒有針對(duì)輻射騷擾和傳導(dǎo)騷擾的電磁兼容性進(jìn)行設(shè)計(jì)并采取相應(yīng)的對(duì)策;

　　充電器和手機(jī)選用的元器件的電磁兼容性不好或質(zhì)量達(dá)不到要求;

　　手機(jī)在選用充電器時(shí)，沒有充分考慮手機(jī)和充電器間的電磁兼容性及手機(jī)和充電器的匹配性，手機(jī)是非線性負(fù)載，在振鈴及通話時(shí)，如果電池電量不足而進(jìn)行充電時(shí)，耗費(fèi)的能量很大，會(huì)有很大的沖擊電流，這樣如果選用的充電器不匹配或輸出電流過小，測(cè)試過程中會(huì)造成充電器滿負(fù)荷工作或超負(fù)荷工作而產(chǎn)生電磁兼容問題，更嚴(yán)重甚至?xí)a(chǎn)生安全問題。另外如果充電不正常，也會(huì)造成手機(jī)器件不正常工作而產(chǎn)生電磁兼容問題。充電器和手機(jī)間的相互干擾也會(huì)造成測(cè)試結(jié)果超標(biāo);

　　在進(jìn)行測(cè)試前，手機(jī)和充電器沒有配合進(jìn)行電磁兼容預(yù)測(cè)試，充電器有可能單獨(dú)使用負(fù)載做了電磁兼容測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果不能反應(yīng)與手機(jī)共同測(cè)試的結(jié)果。