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精典的EMC整改案例！

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整改案例

差模电感传导整改中显“奇效”

产品名称：SIEMENS GPS Interface 功能描述：该设备为GPS定位仪转接板，实现远程控制、远程打印功能。

问题描述：该设备为进入欧洲市场，作为单独的产品做CE认证，标准要求满足EN55022 CLASSB传导限制，在认证的过程中出现CE（传导骚扰）测试未能通过。

测试配置：该设备电源取电来自GPS设备，电压为DC12V，测试时采用12V蓄电池供电，用USB负载模拟打印机、串口与PC不间断的通讯，让设备正常工作。过程记录：

1、原始数据。

正极测试

负极测试

2、测试结果分析：

正极、负极测试结果没什么太大的差异，主要是0.15MHz－2.5MHz之间的频点超标，根据以往的经验，1.5MHz以前超标，大部分是由差模干扰引起，主要的整改方向为加强差模滤波。

3、单板分析：

分析单板原理图，发现电源入口没有任何滤波措施。（如下图）

4、整改方法：

在电源正极与负极上增加差模电，由于空间有限直接使用贴片电感（390uH）。

5、增加390uH贴片差模电感测试结果。正极测试

负极测试

6、结论：

通过在电源正极与负极增加390uH差模电感，测试能够满足EN55022 CLASS B传导限制线的要求。

结论：通常在传导测试中，2MHz以前超标主要靠差模电感来解决。

7、测试现场照片

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技术文章

编者前言：近期我公司在举行公开培训过程中，很多学员对频谱仪设置不是很明确。特此转载二篇频谱仪相关的文章，供广大学员学习、交流。频谱仪使用中的带宽设置问题

在测量一些CATV系统指标中，常常要用到频谱仪，为了使测量结果准确，在频谱仪的使用上常涉及到一个分辨带宽设置的问题。要弄清这个问题，得要知道一些频谱仪的基本原理。图1是频谱仪的基本原理框图。图中的中频频率（输入信号通过与本振信号的和频或差频产生），本振受斜波发生器的控制，在斜波发生器的控制下，本振频率将从低到高的线性变化。这样在显示时，斜波发生器产生的斜波电压加到显示器的X轴上，检波器输出经低通滤波器后接到Y轴上，当斜波发生器对本振频率进行扫描时显示器上将自动绘出输入信号的频谱。检波器输出端的低通滤波器称为视频滤波器，用在分析扫描时对响应进行平滑。

1、分辨带宽

在频谱分析仪中，频率分辨率是一个非常重要的概念，它是由中频滤波器的带宽所确定的，这个带宽决定了仪器的分辨带宽。例如，滤波器的带宽是100KHZ。那么谱线频率就有100KHZ的不定性，也即在一个滤波器的带宽频率范围内，出现了两条谱线的话，则仪器不能检出这两条谱线，而只显示一条谱线，此时仪器所反映的谱线电平（功率）是这两条谱线的电平功率的叠加。因此会出现测量误差。所以，对于两条紧密相关的谱线，其分辨力取决于滤波器的带宽。

我们以测量载波电平为例，对仪器的分辨带宽设置加以比较，图2是分辨带宽分别是（由下到上）30KHZ、300KHZ、3MHZ的频谱曲线（输入为单个载波信号），在设置分辨带宽时，我们考虑的是仪器是否能充分响应输入信号时有足够的带宽，正确的方法是展宽滤波器的带宽，当在屏幕上观察到信号载波幅度不再增加时，就表示中频滤波器对输入信号的响应已有足够的带宽了。在图中我们看到，当分辨带宽在300KHZ到3MHZ变化时，显示的信号幅度没有变化，这就可以认为300KHZ带宽已经足够了。另外，分辨带宽在300KHZ和3MHZ之间设置时，对于单个载波情况下的信号幅度没有变化，但是在实际测量CATV系统图象载波电平时却不能将分辨带宽设为3MHZ，这是因为在实际中图象载波附近存在相邻频道的伴音载波（相距1.5MHZ），3MHZ带宽则不能把相邻伴音载波的能量滤掉，这样相邻伴音载波的能量会加到正在测量的图象载波上，使测到的电平值比实际的高。

2、视频滤波器

在图1中的检波器之后的滤波器称为检波滤波器又叫视频滤波器，它是一个低通滤波器，它的作用可以减少检波器输出的噪声变化，揭示一些已被掩盖且接近本底噪声的信号，如果是测量噪声功率，它还有助于稳定测量。

检波器输出端往往存在直流分量和交流分量，直流分量代表着中频带宽内存在的能量，所以通过视频滤波器可达到提取直流分量去除一些交流分量，这样能给出更稳定的无噪声输出。图3是不同视频带宽下，检波器输出的信号图，图3a采用宽带视频滤波器，图3b采用窄带视频滤波器，由图中可看出，采用宽带滤波器时噪声的波动较大，采用窄带滤波器时波动显著减少，两者的噪声平均值却一样，也就是说滤波器不会降低平均噪声电平，但能减少噪声的峰值电平。因而能暴露出用较宽视频滤波器不能看到的低电平信号。但在某些情况下，如分析一些特殊的噪声信号时，我们则需要较宽的视频滤波器带宽，以便观察和分析，所以我们可根据不同的情况来设置视频滤波器的带宽。

视频滤波器的带宽和分辨带宽的关系是：检波前的噪声可以通过较窄的分辨带宽来降低，从而降低检波器的噪声输出电平；检波后的噪声则通过窄带视频滤波器来平滑减少噪声波动，但不能降低噪声的平均功率电平。

频谱仪的扫描速度问题

用频谱仪对电信号进行测量时，为了减少测量误差，我们往往要根据所要测量的信号特点来设定仪器的分辨率带宽、视频带宽和扫描速度（或时间），这几项仪器参数设定是频谱仪使用中的三大基本设定。分辨带宽和视频带宽问题在上面的文章以有阐述，这里我主要讲述一下扫描速度问题。

通常在测量时我们都希望仪器能以最快的速度显示相关测量的结果，那么我们是否可将扫描速度设得任意快呢？回答是否定的，我们知道任何电子电路都有不同的工作带宽，不同的带宽电路对信号的响应时间是不同的，通常带宽较宽的电路的响应时间比带宽较窄的电路的响应时间快。如果扫描速度过快，则电路来不及响应而产生显示误差。在使用频谱仪进行信号测量时，我们常常设置不同的分辨带宽，因此仪器的扫描速度也应该进行相应的设置，这样才能减少仪器的显示误差。

对于使用频谱仪的用户来说，为了使测量处于最佳状态，理解扫描速度的限制虽然很有必要，但大多数频谱仪能自动选择扫描时间，只要用户选择自动档就能避免出现测量失误。例如HP8591频谱仪，只要我们按下面板上的AUTO COUPLE（自动关联）键，仪器就能将分辨带宽、视频带宽和扫描速度这三大测量参数进行自动关联设置，当要进行手动设置时，相关参数的左边会有一个“#”标志，表示该参数是手动设置的，如我们用手动设置分辨带宽为100KHZ，那么HP8591将显示：#RES BW 100KHZ。

知识点滴

1.什么叫滤波器的插入损耗，用什么方法测量滤波器的插入损耗可以得到最保险的结果？

答：由于滤波器接入电路产生的电流、电压损耗叫做滤波器的插入损耗，干扰滤波器应对干扰频率的信号有尽量大的插入损耗。测量滤波器的插入损耗应采用源和负载阻抗的比值为0.1:100（或反过来）的条件来测，这时可以得到最坏条件下的结果，也就是最保险的结果。

2.一般而言，交流线滤波器可以用在直流的场合，但是直流线滤波器绝对不能用在交流的场合，这是为什么？

答：直流滤波器中使用的旁路电容是直流电容，用在交流条件下可能会发生过热而损坏，如果直流电容的耐压较低，还会被击穿而损坏。即使不会发生这两种情况，一般直流滤波器中的共模旁路电容的容量较大，用在交流的场合会发生过大的漏电流，违反安全标准的规定。

3.信号线滤波器主要起什么作用，从安装方式上讲有哪些种类，怎样确定使用什么安装方式的信号滤波器

答：减小信号线上不必要的高频成分（主要是共模的），从而减小电缆的电磁辐射，或防止电缆作为天线接收空间电磁干扰，并传导进机箱。有线路板上安装和面板上安装两种方式，需要滤波的频率较低时使用线路板上安装的结构，需要滤波的频率较高时，使用面板上安装的结构。

4.某根信号线上传输的信号最高频率为30MHz，测量表明，这根导线上有120MHz的共模干扰电流，用共模辐射公式预测，只要将这个共模电流抑制30dB，就可以满足电磁兼容标准的要求，需要几阶的低通滤波电路？

答：按照题意，低通滤波器的截止频率为30MHz，而在120MHz的插入损耗要大于30dB。由于N阶滤波器的插入损耗增加速率为每倍频程6N（dB），30MHz至120MHz为两个倍频程，因此，N阶滤波器的截止频率若在30MHz，则在120MHz时插入损耗为程12N（dB）。若要使程12N > 30，则可取N=3，即低通滤波器的阶数至少为3。5.三端电容器为什么更适合于干扰滤波？

答：电磁干扰的频率往往很高，因此干扰滤波器的高频特性至关重要，三端电容巧妙地利用一个电极上的两根引线电感构成了T型低通滤波器，而消除了传统电容器中引线电感的不良影响，提高了高频滤波特性，因此三端电容器更适合于干扰滤波。6.为什么说穿心电容是干扰滤波的理想器件？

答：穿心电容是一种三端电容，但与普通的三端电容相比，由于它直接安装在金属面板上，因此它的接地电感更小，几乎没有引线电感的影响，另外，它的输入输出端被金属板隔离，消除了高频耦合，这两个特点决定了穿心电容具有接近理想电容的滤波效果。

7.电磁干扰抑制用的磁芯与传统上用做电感的磁芯有什么不同，当将两者用错时，会发生什么现象？

答：传统上用做电感磁芯的材料具有很小的损耗，用这种磁芯作成的电感损耗很小。而电磁干扰抑制用的磁芯损耗很大，用这种磁芯制作的电感具有很大的损耗，其特性更接近电阻。当将两者用错时，均达不到预期的目的。如果将电磁干扰抑制用的磁芯用在普通电感上，电感的Q值很低，会使谐振电路达不到要求，或对需要传输的信号损耗过大。如果将普通制作电感用的磁芯用在电磁干扰抑制的场合，则由于电感与电路中的寄生电容会发生谐振，可能使某个频率上的干扰增强。

问题解答

我们在广大读者的提问中选取具有代表性的问题，作为后期（问题解答）栏目中的问题。欢迎各位读者踊跃提出自己的问题，我们将有专家为您解答。

读者甲：你好！有幸阅读了贵公司举办的“EMC技术期刊_06下半年度第二期”。看完后，有一处比较迷惑，现请教你，望释疑！问题：在案例二（安防摄像头产品传导发射整改案例）的整改结果中对电源接口进行差模和共模滤波的电路图中为何不见Y电容？没有Y电容能进行共模滤波吗？况且本案例是针对传导发射，而传导发射的产生机制主要来源于共模干扰。望告知在此案例中共模干扰是如何抑制的？谢谢！

解答：Y电容确实可以进行共模滤波，但主要是摄像头产品没有接地线，电源输入只是24V与GND，没有接大地引脚，所以这里Y电容用不上。这里共模滤波主要靠共模电感完成。具体可以再看一下案例。

读者乙：我公司有一台仪表由一块主板和一块电流环的选件板组成，主板装在前盖板上，电流环的板子装在后盖板上，两块板子通过一根线束联接，做RE测试时，如果在线束上套一个磁环或在主板上加两个滤波电容都能通过CLASS B，但因这是特殊产品，不能随便增加储能器件，超标的频点在300MHZ左右，晶振的频率是24MHZ。我想请教一下还有什么办法解决。解答：

1、不知你的产品是什么接口？差分接口可以增加共模电感尝试一下，非差分接口可以增加磁珠处理；

2、如果电缆可以的话，看是否可以把电缆做成屏蔽电缆进行；

3、如果能够把超标频率点是与晶振相关，如24MHZ，可以的话在电源以及时钟走线上增加磁珠和

对地电容处理。

4、另外产品内部应该可以增加磁环的。磁环的外部增加注塑应该可以防爆。

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