RE测试超标？看我们如何“降服”LED灯板的电磁干扰

 

一引言

古人云：“风起于青萍之末，浪成于微澜之间。”
 

往往一件事的成败很可能取决于一个细微之处，在EMC 领域越来越严苛的状况下，电子产品上任何一个细微的变化都会引起强烈的辐射问题，从而导致一系列的EMI问题。 

二实际案例

具体情况还是让我们来看一下实际案例，请往下看：

这是一款动态显示的LED灯板，主要存在了时钟和电源问题下图是实验室的摆放图，如下图。

如下图的测试数据，我们可以看到多个单只超标频点都是10MHz的倍频，AV值超标了19.36dB。此外，除了时钟问题，我们还可以看到在150MHz左右的频段存在一个包络问题。

在解决EMC问题之前，最最最最重要的是要对机器进行排查，只有确定好问题源，我们的措施才能对机器起到作用，否则一切没有目的的措施都是瞎搞。

先对150MHz的包络问题进行排查和整改。首先，对电源的适配器进行排查，靠近适配器端绕磁环，测试数据没有任何变化，排除适配器的影响；其次，在检查主板是否存在DC模块，因为DC模块存在dv/dt以及di/dt的变化，进而导致电源噪声辐射，但是经过确认主板仅有LDO模块故此排除；最后发现，由于灯板没有一个完整的参考地平面，地全部被分割成细小的走线导致。下图为实物图，利用铜箔将灯板的参考地平面扩大，以及对排线进行屏蔽处理。

 

经过处理之后，150MHz的数据已经下降到限值以下，如下图数据：

至此，还剩下时钟问题，由于主板只有一个MCU，通过对MCU的资料解析，可以知道是MCU对灯板的控制时钟问题，也刚好和数据上10MHz比对上。

在MCU的CLK时钟增加了Π型滤波电路，这个由电容、磁珠构成的网络如同一个精密的筛子，有效滤除了高频噪声，同时确保了信号本身的完整性。此外，在LED屏连接器座子端，我们增加了磁珠排。磁珠在高频下呈现的高阻抗特性，如同为高频噪声设置了一道道“关卡”，有效阻断了噪声沿电缆传播的路径。整改之后的效果如下图：

三总结与展望

正所谓“治之于未乱，防患于未然”。这次EMI攻坚战的经历让我们深刻认识到，电磁兼容设计从来不是事后的修修补补，而是需要贯穿产品开发全程的系统工程。每一个成功的产品背后，都蕴含着工程师们对细节的执着追求和对电磁规律的深刻理解。只有在设计之初就充分考虑接地完整性、信号完整性和电源完整性，在每一个环节都把好关，才能从根本上避免“青萍之末”演变成“风暴之势”，最终打造出既性能卓越又符合法规要求的优质产品。