一、背景

隨著汽車電子技術的應用與發展，汽車更加智能化。人們希望汽車不僅僅只是一種代步工具，更希望汽車是生活和工作范圍的一種延伸。隨著數字技術的進步，汽車將進入車聯網時代，汽車多媒體的反干擾措施也將更加科學與完善。

汽車的運行環境是十分惡略的，包括震動、沖擊、高溫、噪聲、空間電磁環境等都會干擾車內電子設備的正常工作，因此車載專用的音響（多媒體）設備不論設計和工藝制造等方面的要求，都要比家用音響更為嚴格，而且價格更高。汽車音響的配置已成為衡量現在汽車內飾檔次的主要標準之一。車載音響技術要注意的地方有四點：一是安裝尺寸與技術，二是音響本身的避震技術，三是音質的處理技術，四是抗干擾技術。

汽車電子設備的廣泛使用，車內空間電磁環境的日趨惡劣。汽車電磁兼容問題也愈發突出，汽車制造商對車載電子設備的電磁兼容性提出來更高的要求。我公司在給國內某客戶研發的一款車載CD機在上海計量院進行EMC測試時，依據國際標準CISPER25-2002中三級標準要求，傳導和輻射超標。依據國際標準ISO 11452用大電流注入法測試產品，產品的抗擾性（射頻注入電流30mA,測試頻帶1MHZ-1GHZ）在三個工作模式（收音，CD,USB）在20-40MHZ這個頻段出現嘯叫。

二、原因分析

1.傳導超標

經過傳導測試，84.7這個頻點超出標準要求5.45dB,在30MHZ到108MHZ頻段也有較多頻點。從原理上看，傳導主要存在于近端的感應場中，分為電容耦合，電感耦合和電磁感應耦合，公共阻抗耦合。在CD工作模式下，存在的干擾源有：

①USB部分譯碼芯片的12MHZ晶振（這時個連續信號所以它的頻譜是離散的），DSP處理部分的16.9344MHZ（連續信號，頻譜是離散的）。

②基準晶振，D S P部分的高速緩存器的高速時鐘（方波信號，重復頻率為16.9344MHZ,上升沿較短，頻譜能量豐富）。

③在DSP系統高速工作過程中的上升沿極短的各種高速脈沖。以及電路中的各種雜散信號（頻譜能量連續，屬于寬帶干擾源）在電源線中和地線中由于公共阻抗而產生的無用噪聲的耦合。這些干擾源，通過各種途徑傳導到電源線束上，從而可能對工作在這個頻段的高靈敏度設備產生影響。

在測試現場，通過調整射頻掃頻接收機的帶寬發現：在帶寬的改變過程中，84.7MHZ信號的幅度變化不大，由此判斷此傳導干擾為窄帶干擾。既然是窄帶干擾，就排除了寬帶的電路雜散產生的84.7.MHZ干擾能量超標的可能。

據以上分析，在試驗室用頻譜分析儀8590B測試電源線上（正和負極分別測試）84.7MHZ的干擾幅度。將USB譯碼部分的電源斷掉，測試84.7MHZ的干擾仍然存在；將16.9344MHZ晶振的振蕩幅度壓低，84.7MHZ的干擾幅度也沒有任何變化；將16.9344MHZ方波信號的上升沿由1nS調整到3nS,84.7MHZ干擾幅度降低了4dB,由此斷定8 4 . 7 M H Z的干擾源肯定是頻率為16.9344的方波信號。

經理論計算，16.9344MHZ信號的5次諧波正好是84.7MHZ,從理論上確定上述試驗的準確性。

2.輻射超標

經過輻射測試，152.4MHZ頻點的能量超標8.34dB,測試的整個頻段也有較多的輻射點。當傳輸媒介滿足輻射條件，干擾源就以電磁波的形式向外傳播。當然輻射和傳導也會相互轉化。就是說信號先傳導的形式傳播，滿足輻射條件時向外輻射。

或者電纜接收了干擾信號的能量，然后沿著電纜傳導到機子的外部。

在測試現場，運用上述同樣的方法，對可能引發干擾的信號進行逐一排除，發現152.4MHZ這個干擾仍然是窄帶性質的，它超標8dB仍然是16.9344這個方波信號造成的（152.4MHZ是16.9344MHZ的9次諧波）。

3.大電流注入法測試時出現嘯叫

測試時由大功率信號源產生的高頻信號（調制信號1KHZ,調制度80%）。通過耦合鉗耦合到機子的線束上，線束感應的高頻干擾信號進入整機，經過非線性變換，將1KHZ調制音頻信號，從揚聲器上重放出來。

三、改進措施

1.對強輻射源152.4方波信號進行處理

①在152.4MHZ信號輸出的位置加入磁珠（百兆阻抗為600Ω），這樣減弱了方波信號中100MHZ以上部分的頻譜的能量，經頻譜儀測試，84.7MHZ和1524.MHZ的頻譜能量比加入磁珠前減輕了4dB.

②然后在這個信號對地并聯了一個56P的小電容，經頻譜儀測試84.7和152.4MHZ的能量分別下降了2和3dB.

③在伺服板上這根信號線進行屏蔽，即這根印制線的兩邊都用接地銅皮包圍，并有效接地，大大減少了對空間的輻射。

2.設備地線方面的處理

對主板進行重新布線，分出主板地和接口地，并在兩個地之間用磁珠多點連接。

眾所周知，鐵氧體磁珠是鐵鎂合金和鐵鏌合金，具有很高的導磁率，等效于電阻和電感的并聯。它在低頻時主要呈電感特性，在高頻下感抗很高，所以電流得以從電阻上流過，從而轉化為熱能消耗掉。

這樣，它在較高的頻率上呈現電阻，相當于品質因數很低的電感器，能在相當寬的頻率范圍內保持相當高的阻抗，從而提高了高頻及射頻的濾波能力。

加入磁珠后，增加了主板地和接口地在高頻和射頻頻段的阻抗，.對84.7MHZ和152.4MHZ干擾信號通過地線這個公共阻抗產生的無用耦合降至最低。

3.電源及音頻接口做濾波處理

如圖1所示，在濾波器的輸入端，兩個102P的電容首先對外部的共模噪聲進行旁路，然后經共模濾波器進一步抑制共模噪聲。這個共模濾波器的共模及差模濾波特性如圖2所示。

對于在1 0 M H Z直到1 G H Z寬頻帶范圍內，共模阻抗保持在1KΩ左右。首先對20-40MHZ的干擾信號衰減較大。提高了抗干擾能力。濾波器的輸入端及輸出端為差模干擾抑制電容。同理，對于機子內部產生的窄帶（84.7MHZ和152.4MHZ7）和寬頻帶噪聲，同樣也可以起到較大的抑制作用，從而防止它們盡可能少的通過線束傳導到機子外部。濾波器的輸入端及輸出端為差模干擾抑制電容。

四、改進后效果

1.傳導：改進后經傳導測試，已經看不到84.7MHZ這個干擾頻點了，在30MHZ到108MHZ這個頻段的最大干擾頻點的幅度也降到了10dB以下。

2 .輻射：改進后的輻射測試數據顯示，152.4MHZ的能量已經下降了25dB之多。整個測試頻段內干擾信號得到了抑制，完全滿足指標要求。

3.大電流注入（30mA）：測試過程中全頻段無嘯叫出現。將干擾信號注入電流值增加到100mA,仍然沒有聽到機子出現嘯叫。

五、結論

車載CD機產品設計能否滿足EMC（電磁兼容）的要求，是依據國際標準CISPER25-2002中三級標準要求，進行傳導和輻射的檢測，并依據國際標準ISO 11452用大電流注入法檢查和測試產品抗擾性（射頻注入電流30mA,測試頻帶1MHZ-1GHZ,在收音，CD,USB三個工作模式狀態下，檢測產品在20-40MHZ的頻段內是否出現嘯叫。

輻射和傳導會相互轉化。當傳輸媒介滿足輻射條件時，干擾源就以電磁波的形式向外傳播。信號以傳導的形式傳播，當其滿足輻射條件時將向外輻射。本案例中增加磁珠、并聯電容和對信號線的屏蔽是抑制微處理器（DSP）基準晶振的諧波關鍵。

大電流注入對CD機的干擾源主要是來自于電源線和音頻接口。在電源線和音頻接口的輸入端串入濾波電路并調整整機主板的地線能夠非常有效的提升整機對大電流注入的抗擾性。