1. 介紹
有位客戶要求我們解決超聲波停車雷達設備的輻射干擾問題。該設備在530 kHz -2 MHz頻率范圍內(nèi)未通過CISPR 25 4類窄帶輻射噪聲測試。 該設備由一個帶蜂鳴器的控制器和兩個雷達模塊組成。 接線包括控制器的電源電纜和控制器與兩個雷達模塊之間的通信/電源電纜。
測得的傳導發(fā)射頻譜在530 kHz至約1.1 MHz的范圍內(nèi)超過了CISPR 25 4類的限制。 此外，客戶提供了信息，即在模塊電纜斷開的情況下測試也失敗了。
方法
觀察頻譜可得出第一個線索。 給定設備發(fā)射超出限制的低頻范圍，頻率點指向相對低頻的數(shù)字信號。 相對較寬的噪聲，不存在不連續(xù)的頻譜線表明來自微控制器本身或控制器與雷達模塊之間的串行接口的發(fā)射。
正如客戶所提到的，該設備在斷開與模塊的電纜連接的情況下也發(fā)生了故障，最初的懷疑來自于微控制器
3. 測試設置和測量
EMC近場探頭和TEM單元與頻譜分析儀結(jié)合使用，是識別輻射問題來源的基本工具。
由于H和E場探頭在kHz范圍內(nèi)的靈敏度不是很高，因此使用Tekbox TBTC3 TEM單元立即進行測試。 涉及的頻譜分析儀是Siglent SSA3021X。
就低成本頻譜分析儀的本底而言，測量CISPR25 4級或5級輻射或傳導噪聲的挑戰(zhàn)是標準的相對較低限制。
對于開放式TEM單元，附近開關(guān)電源和AM廣播信號的環(huán)境噪聲可能會阻礙kHz和低MHz范圍內(nèi)低電平的測量。
打開頻譜分析儀并進行以下設置：
跨度530 kHz – 2 MHz; 帶寬9 kHz; 衰減器0 dB; 前置放大器打開； 平均電壓、正峰值檢測器顯示
使用此設置顯示的本底噪聲約為-20dBµV，這對于此類頻譜分析儀而言令人印象深刻。 但是，需要考慮的是，感興趣的頻率范圍充滿了可能被拾取的AM廣播信號。
盡管存在AM廣播信號中的一些峰值，但在測得的頻譜中可見的“峰值"與屏蔽暗室內(nèi)的測量圖很好地相關(guān)。 與在屏蔽暗室中測得的幅度相比，在TEM單元中測得的幅度大約低20 dBµV。
接下來，電纜被拆除，因為根據(jù)客戶的說法，電纜拆除也失敗了。為簡單起見，電纜保持物理連接，但相對于TEM單元隔片移動到一側(cè)。
出人意料的是，移動電纜可大大降低DUT的輻射干擾：
“移走"電纜可以降低大約11 dBµV的幅度的輻射噪聲。 經(jīng)與客戶核實，實際上并沒有拔掉電纜，而是斷開了兩個雷達傳感器的連接。 這也解釋了為什么頻譜“ hills"的相對幅度與TEM單元測量相比有所不同。 電纜直接在微波暗室中設置，而在TEM單元中則是盤繞的。
3. 結(jié)論
拔下電纜可大大降低DUT的輻射噪聲。盡管客戶卸下了雷達模塊，但他仍未通過測試。實際上，即使沒有模塊，控制器也將持續(xù)嘗試通過串行電纜進行通信，而不會發(fā)生超時。因此，很可能是控制器和雷達模塊之間的串行通信接口是罪魁禍首。為了解決該問題，有必要對接口進行一些過濾。
由于鐵氧體在低頻下不是很有效，因此決定增加與電纜串聯(lián)的電阻器。這似乎是一種特別實用的方法，因為PCB上已經(jīng)組裝了0歐姆串聯(lián)電阻。用1K代替0 Ohm串聯(lián)電阻可將輻射噪聲電平降低約12 dBµV。但是，事實證明，串行接口在電源電壓范圍內(nèi)不再可靠地工作。最后，還需要在晶體管化的串行接口電路中調(diào)整一些其他電阻，以解決輻射問題并將串行接口的性能保持在規(guī)格范圍內(nèi)。經(jīng)過一些修改和測量，結(jié)果如下所示：
3. 分析
由Siglent頻譜分析儀SSA 3021X和Tekbox TEM單元組成的裝置已成功用于測量和減少輻射發(fā)射問題。輻射信號的頻譜相對較寬，沒有尖銳的峰值。盡管幅度很低，并且廣播電臺的環(huán)境頻譜范圍很廣，但設置仍能很好地進行。
TEM單元內(nèi)部DUT的放置可提供非?？芍貜偷慕Y(jié)果，而無需在每次修改后準確地重新放置DUT。 EMC探針是精確定位/識別PCB上放射源的理想之選，而TEM單元的優(yōu)勢在于，它能夠準確地測量修改后的輻射信號幅度的改善，以達到法規(guī)要求。測量由幾個單獨的設備和互連電纜組成的產(chǎn)品的*排放也是非常實用的。
測試測量只需要很小的空間。為了找到一個既滿足EMC又滿足功能要求的理想解決方案，改進停車雷達需要進行多次迭代。如果在每次迭代之后都必須在微波暗室中進行重新測量，則成本很可能已經(jīng)超過了購買頻譜分析儀和TEM單元的成本。
