EMC案例分享之回路

 

一前言

在当今高密度电子设计中，电磁兼容性（EMC）已成为决定产品成败的关键指标。其中，辐射测试作为EMC评估的关键环节之一，其测试结果与PCB回路设计质量密切相关。优化回路设计不仅能有效抑制辐射干扰，更能将产品研发周期缩短30%以上，显著降低后期整改成本。

本文将结合典型工程案例，揭示那些鲜为人知的设计细节与优化技巧。

 

二案例背景

客户产品为一款车载显示屏，客户在进行CISPER 25-CLASS3等级传导测试中出现在50MHz附近出现包络超标情况，数据如下图：

图1 产品传导测试数据

按照我们测试的经验，出现包络超标第一时间想到有可能是DC-DC电源导致,我们再仔细看数据中不是标准的“鼓包”，而是很多“细针”组成的包络，把超标区域放大，我们可以看到数据是由有规律“细针”构成，对数据进行标点确认后，发现该“细针”频率为500KHz，结合产品DC-DC电源的频率，我们基本可以锁定确认为该产品的一级电源的开关频率。

图2 放大后的测试数据

三整改过程

1.检查原理图

在知道问题点后，对客户原理图进行检查，首先检查客户原理图上一级电源的滤波电路，发现客户无论是电源芯片电源输入端的去耦电容以及芯片SW输出的吸收电路以及高频电容、BOOT引脚中串联的RC电路等，都有设计在电路之中。电源滤波电路设计合理且全面，理论上以及不会出现数据超标情况，需要进一步分析。

2.检查PCB

原理图没有问题，那问题有可能和PCB有关。进一步检查客户的PCB，滤波电路的回路都是遵循高频噪声回路面积最小原则，也没有太大问题。直到检查客户背面PCB，有一根电源长走线非常不合理，如下图：

图3 电源长走线设计不合理

这样的长走线有两个问题：

（1）长走线形成天线，噪声容易通过天线耦合；

（2）长走线强行把PCB地分割，导致回路变大。

针对前面两个问题进行整改：

（1）在电源长走线增加电容和磁珠滤波，减小天线效应，发现作用不大，说明问题更有可能是回路变大导致。

（2）用铜箔多点跨接被电源长走线分割的GND，优化回路，效果明显改善，数据如下图：

图4 整改后数据

四总结

在EMC问题中，不仅要重视原理图的滤波设计，更要注重PCB的布局布线，特别是控制好信号回路。这样能有效降低噪声能量，从而规避潜在问题，实现事半功倍的效果。