分享一篇汽车电子产品的EMC整改实例

EMC是对一个电子工程师能力的一个全面考量，整改过程可能会涉及到结构，软件，硬件，从芯片级，板级到系统级的各个层级，EMC问题中最为常见的就是RE辐射类问题。RE实验的目的是测量产品通过空间传播的辐射骚扰场强，RE实验的依据的标准包括以下：CISPR25,GB18655（国标）,ECE-R10.05,欧盟汽车EMC指令2004-104-EC等标准，当然对于各大厂家来说，会根据对产品的要求，在标准的基础上超出标准上限的限值。

解决RE的问题书本上和网上的教程案例很多，但其实对待EMC问题，永远都是多多实践，多多总结，再反过来看书本上，网上教程才能理解的更为深刻。

本文以一篇汽车电子产品的EMC整改实例，归纳总结了一些小技巧供大家参考，希望对大家解决RE或者EMC问题能够提供些许帮助，谢谢。

实验布置图：

测试布置图

实验标准：

按照对应主机厂的RE ALSE法标准。

实验现象

产品在189.8MHz，501.8MHz，244.1MHz，217MHz，176.3MHz，162.7MHz超标最为严重。

超标频点测试数据

结合板子上的主要干扰源，发现以上频点均为13.56MHz的倍频点。

13.56MHz是板子上的天线频率，第一干扰源很容易确认，但是如何解决其引起的倍频，才是难以解决的问题。结合以前经验，按照以下方法逐一排查分析：

1.）通过给产品接口端套入磁环，进而判断该辐射主要是来源于产品本身，还是干扰源通过测试1.7m线束形成的传导耦合；

2.）该产品利用的是13.56MHz的磁场耦合，通过跟供应商沟通，可以将天线接地处理，降低其一部分能量的辐射；

3.）天线部分都有其匹配电路，可以通过LC滤波，滤除其高次谐波，但是电感电容又不能取值太大，太大的电容，电感配对值会影响天线部分的阻抗匹配，影响天线功能；

4.）可以找出天线耦合到PCB上的二次干扰源在哪儿，找到这个干扰源，并进行合理抑制，或许能够解决这个问题；

针对以上分析，我们一一进行验证

首先验证分析1

①对产品进行整体屏蔽处理，屏蔽箱用编织带接入大地，测试辐射效果，数据显示（因为时间有限，先仅对30MHz-200MHz验证，因为都是13.56MHz倍频，确认有效果后，接着测试其他频段）可以提升4db左右（观测216MHz频点，因为产品本身读卡存在周期性，测试扫描频点也存在时间性，扫描到对应频点时，产品可能没有在读卡，所以额外出现488MHz频点，对于该频点先不做考量）。

产品屏蔽，线束不做处理

②将测试1米7线束布置很短，产品不做屏蔽处理，这样可以减小线束耦合的环路面积，使得RE能量减小，测试数据发现仍然存在超标点，但是203MHz这个频点之前并未发现，不好判断是效果如何。

产品不做屏蔽，测试线束变短数据

③同时进行产品屏蔽处理和测试线束变短，为防止测试过程中存在的偶然性，经过多次测量，均未发现超标点，截取其中一次测试数据如下：

产品屏蔽，测试线束变短数据

通过对分析1的验证，得出的结论是当给产品进行整体屏蔽同时减小线束耦合面积时，可以通过该频段的实验，但是这又带来问题，减小线束端的耦合，我们可以对产品的电源输入端增加共模电感或者差模磁珠进行验证，但是产品本身的辐射很难快速判断，辐射源可能是天线本身，也可能是天线相关的其他电路。我们先验证分析2。

验证分析2

将天线的几何中心接地处理，测试数据如下，发现162.7MHz频点可以下降3db左右，对于辐射还是有改善的,但是还是无法通过测试。其实实验验证到此处，我们下一步需要做的可以是将天线接地和输入端加共模电感/磁珠，结合起来进行验证，但是我们也可以先用频谱分析仪扫描PCB板，看看板子上哪一部分的能量最强，对该区域进行处理，或许也能解决辐射问题，总之，条条大路通罗马，就看怎么选择。

天线的几何中心接地

天线的几何中心接地测试数据

对于分析3，经过验证，增加到一定电容后（300pf）左右，LC截止频率仍然很高，对于1GHz以下频点超标影响很小，我们接着验证分析4.

分析4验证

用频谱分析仪扫描PCB板子上超标明显的频点，扫描发现天线匹配电路，电感输入前端各个频点的能量很高，而板子其他部位，包括天线本身辐射能量都要低于匹配电路前端的电感。选取部分超标频点图示：

天线匹配电路输入电感辐射图

PCB板其他区域辐射图

对于该部分电路，我们目前的设计是地挖空处理，这是为了防止天线的能量被地吸收，从而影响天线的性能，但是这样也导致了辐射超标的问题，为了验证是不是这部分引起的RE问题，我们对该区域进行屏蔽罩处理，重新测试数据，发现测试通过。

天线匹配电路屏蔽处理

纵观这次debug整个过程，分析4仅需要重新洗板即可通过实验，整改的成本是最低的，按照正常的整改过程，我们也应该需要进一步结合验证给线束增加共模/差模滤波，同时将天线接地处理这两个措施的效果如何，由于整改时间关系，未对此做进一步验证。

总结

解决EMC的问题也可以归纳为由大到小，由面到点，即先判断RE超标主要因素是来源于线束的耦合传导，还是产品本身，因为如果可以判断出来源于线束的耦合传导，那么我们很快可以通过给接口电路增加共模电感/差模电感，或者电容等方式处理RE问题，简单高效；涉及到产品本身，除了一些明显的干扰源外，我们往往需要借助其他设备，例如频谱分析仪进行定位，定位到干扰源后，还需要再确认是传导耦合，还是辐射耦合，可能需要多花费一些时间。

同时在debug过程中，当发现一到两个措施有效时，我们可以选择将这两个措施结合起来，观察测试效果如何，亦或跟着既定的方法继续验证排查，总之，EMC debug要多尝试，努力寻找一个经济成本最优的方案出来。

审核编辑：刘清