手機電磁兼容問題與解決

本文針對手機電磁兼容測試中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，包括靜電放電抗擾度試驗、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗、輻射騷擾及傳導(dǎo)騷擾性能測試中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問題進行了分析，并提出了相應(yīng)的改善手機電磁兼容性能的建議。

　　1 靜電放電抗擾度試驗

　　1.1靜電放電抗擾度試驗常見問題

　　靜電放電抗擾度測試中出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　(1)手機通話中斷。

　　(2)靜電放電導(dǎo)致手機部分功能失效，但靜電放電過程結(jié)束后或者重新啟動手機之后失效的功能可以恢復(fù)。這些現(xiàn)象可能為：

　　屏幕顯示異常，如屏幕顯示呈白色、出現(xiàn)條紋、顯示出現(xiàn)亂碼、顯示模糊等等;

　　通話效果出現(xiàn)問題，如嘯叫聲或者聲音消失;

　　按鍵功能或者觸摸屏功能喪失;

　　軟件出現(xiàn)誤告警，如在并沒有出現(xiàn)插拔充電器的情況下頻繁提示“充電已連接、充電器已移除”。

　　(3)手機自動關(guān)機或者重新啟動現(xiàn)象。這個問題既可能發(fā)生在通話過程中，也可能發(fā)生在待機過程中。

　　(4)靜電放電導(dǎo)致手機失效或損壞。

　　由于部分器件損壞，手機的一些功能在重新啟動后仍無法恢復(fù)，如攝像頭功能;

　　自動關(guān)機后無法再次開機的情況;

　　與充電器相連接的情況下進行測試時，充電器也可能出現(xiàn)失效、損壞甚至爆炸等問題。

　　1.2靜電放電問題的具體分析

　　(1)通話中斷：造成通話中斷的主要原因是靜電放電對手機內(nèi)部的射頻電路和/或基帶電路造成影響，造成了通信信噪比的下降，信號同步出現(xiàn)問題，從而造成通話中斷。

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理也可能導(dǎo)致通話中斷。靜電放電試驗中需要使用較大面積的金屬材質(zhì)的水平耦合板，手機與水平耦合板之間僅放置一個厚度為0.5 mm的絕緣墊。當(dāng)天線或者大面積的金屬部件距離這個水平耦合板距離過近時，可能產(chǎn)生相互耦合，導(dǎo)致移動電話機實際能達(dá)到的靈敏度大大下降，進行靜電試驗時通話更容易中斷，嚴(yán)重時即使不施加靜電干擾移動電話機都無法保持通話。

　　(2)自動關(guān)機或重啟：基帶電路的復(fù)位電路受到靜電的干擾導(dǎo)致手機誤關(guān)機或重啟。

　　(3)手機失效或損壞：靜電放電過程中高電壓和高電流導(dǎo)致器件的熱失效或者絕緣擊穿。也可能受到靜電放電過程中的強電磁場影響導(dǎo)致器件暫時失效。

　　(4)軟件故障：靜電干擾信號被當(dāng)作有用信號被處理，導(dǎo)致操作系統(tǒng)誤響應(yīng)。

　　1.3靜電放電問題的改進建議

　　(1)在設(shè)計方案上考慮靜電放電問題

　　盡量選擇靜電敏感度等級高的器件;

　　器件與靜電源隔離;

　　減少回路面積(面積越大，所包含的場流量越大，其感應(yīng)電流越大)。具體的措施可能包括：走線越短越好;電源與地越接近越好;存在多組電源和地時，以格子方式連接;太長的信號線或電源線必須與地線交錯布置;信號線越靠近地線越好;所有的組件越近越好;同一特性器件越近越好;

　　接地平面設(shè)計：盡量在PCB上使用完整的地平面;PCB接地面積越大越好;不要有大的缺口;

　　PCB的接地線需要低阻抗且要有良好的隔離;

　　電源、地布局在板中間比在四周好;

　　在電源和地之間放置高頻旁路電容;

　　保護靜電敏感的元器件。

　　(2)出現(xiàn)靜電問題后的整改建議針對上述靜電放電問題，需要采取以下步驟進行整改。

　　a)嘗試直接放電和間接放電、空氣放電和接觸放電，確認(rèn)耦合路徑;

　　b)從不同方向放電，觀察現(xiàn)象有何不同，確定所有的放電點和放電路徑;

　　c)從低到高，在不同電壓下進行試驗，確定手機在哪個電壓范圍內(nèi)出現(xiàn)不合格現(xiàn)象;

　　d)多試驗幾臺樣機，分析共性，確認(rèn)失效原因;

　　e)根據(jù)耦合路徑、不合格現(xiàn)象、放電路徑，判斷相關(guān)的敏感器件;

　　f)針對敏感器件制訂解決方案;

　　g)通過試驗驗證、修正解決方案。整改中具體可采用以下措施。

　　對于機殼縫隙、按鍵、FPCB的問題可用介質(zhì)隔離的方式來處理;

　　對于攝像頭、麥克風(fēng)、聽筒等問題可以通過介質(zhì)隔離、加強接地等方式來處理;

　　具有屏蔽殼的芯片可以通過加強屏蔽效果、屏蔽殼加強接地的方式來處理;

　　對于接口電路、關(guān)鍵芯片的引腳，要通過使用保護器件(如TVS管，ESD防護器件)來加以保護;·對于軟件的故障，可以通過增加一些邏輯判斷來正確檢測和處理告警信息的方式來改善。