RS（輻射抗擾度測試），又稱輻射敏感度測試，是EMC測試中最基本測試項目之一，主要驗證各種裝置、設備、系統在存在一定外界輻射干擾的情況下抵抗輻射的一種能力。然而在實際測試中，經常由于這樣或那樣的因素，導致輻射抗擾度不過，這時該如何處理呢？下面就由本人根據親身經歷給大家分享幾點經驗：

公司開發了一款功能轉接板，該功能轉接板在正常運行過程中，轉接板接收到控制系統的發出的指令后，會有揚聲器發聲。其功能框圖如下圖所示：

功能測試框圖

功能介紹：

該系統分為兩部分，第一部分是最右側的信號控制發送端，第二部分是左側的功能轉接板，功能轉接板上有按鈕動作開關以及揚聲器發聲驅動模塊。產品正常運行過程中轉接板接收到控制系統的發出的指令后，會有揚聲器發聲。

異常問題點：

產品在做輻射抗擾度測試(RS測試)的過程中發現，發現即使控制系統不給轉接板發信號，轉接板上的揚聲器也會發出聲音，并且重復試驗后發現干擾在400MHz~600MHz寬頻帶范圍內均有發生。

現場搗鼓一下，畢竟實驗室約一次不容易。。。現場拆開產品的結構，“這TM都誰準備的樣機，線就這樣一坨，繞線跟印度學的嗎”，硬件攻城獅發自靈魂的追問。肯定是這個問題，待我整理整理線束重測一遍。然并卵用，再次測試，干擾音問題沒有改善。再再次測試，還是沒有改善。我和我的小伙伴陷入了沉默...

回去以后，和部門同事們一起分析原理圖和Layout，在原有硬件基礎上針對性的提出如下幾個可行的方案。大概過了一周以后，終于又約到了實驗室。開始愉快的玩耍。。。

分析原理圖部分，整個電路分為前級信號產生和后級驅動兩部分，兩部分通過一個耦合電容相連。

驗證是前級還是后級耦合進入的干擾，這是方向性的問題，需要去首先確定。

首先音頻信號經過信號控制發聲端發送到功能轉接板，功能轉接板接收信號后發出驅動信號給揚聲器驅動電路。因此首先去排查是前級單片機收到干擾導致異常發生還是后端揚聲器驅動電路導致異常發生。分析原理圖可以知道C12是鏈接前后級的耦合電容，因此先去掉C12進行測試。

圖 1 后級電路

測試結果：

發現去掉C12和不去掉都會干擾音產生，這說明RS主要是通過C12之后的后級電路進去的。方向定了，整改的范圍也就縮小了。

針對后級電路的存在的問題做了如下整理和相應改善措施：

問題及改善措施1：

該芯片是揚聲器功率驅動芯片，揚聲器在工作時，最大電流可以達到最大值400mA，分析這部分電路不難看出，驅動芯片電源端僅放置一顆0603封裝、容值為100nF的瓷片電容C17。該部分電路存在風險。建議在PCB板上U3電源輸入口增加一個47uF的電解電容，改善重負載時芯片電源端的瞬態響應。如下圖所示：

測試結果：

有一定改善，但是不明顯。

問題及改善措施2：

針對圖1中揚聲器功率驅動部分電路專門查看了PCB Layout的布局，發現揚聲器YSQ的去耦電容C13離去耦目標揚聲器較遠，效果上達不到設計目標。因此在PCB上做如下修改，將C13電容手動焊接到靠近揚聲器位置。

測試結果：

改善效果較措施1好一些，但是不完全解決干擾問題。

問題及改善措施3：

系統有效信號是3kHz，干擾信號頻段在400MHz以上，有效信號與干擾之間的頻段區分明顯，因此容易設計濾波器去濾除干擾。查看電路，考慮在信號輸出到揚聲器的這段路徑中加低通濾波器，可以在R9上并聯一個33pF的電容，與R9組成截止頻率為530kHz的低通濾波器，如下圖所示：

測試結果：

多個樣機反復測試，干擾噪音消失。

其他改善措施：

雖然最終我們找到了解決問題的方法，但是同時也對電路上的一些其他部分做了改善，如原理圖前段信號部分，發現其中一個芯片原理圖設計存在風險點：所有未使用引腳均懸空，未做任何端接處理，如下圖。這樣會更容易引起干擾，在原板子上將所有懸空引腳連接后接4.7k電阻接地處理。

原理圖中諸多芯片供電都是用的Buck芯片轉換來的5V電源，開關電源是強EMI輻射源也是容易受干擾的部分，尤其是環路部分處理不好極其容易受干擾。查看PCB Layout發現5V反饋網絡從輸出到反饋電阻的距離較遠，如下圖，此網絡為敏感部分，采取電源方案更換，將Buck芯片部分的電路去掉，換用線性穩壓器方案。

通過這個實際案例，也吸取了一些教訓：

1、原理圖設計時候要參照測試標準做相應的防護設計，設計要自行分析，切記盲目相信公司成熟電路，以及datasheets上的推薦電路，吃虧上當不是一次兩次了；

2、搞原理圖的要和搞Layout的溝通好，尤其是關鍵器件的布局，要當面溝通，并在原理圖中做好標識；

3、設計評審時候拉著工藝、結構等同事多角度評審，最近估計還要拉上采購，因為你設計好的東西可能買不到物料了；

4、測試結果應具有可重復性，可重復性在一定程度上體現測試系統及測試方法的可靠性。


審核編輯：劉清