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经典案例:为何屏蔽层接地测试就fail?

来源: 时间:2022-04-14 09:18:22 浏览次数:

问题描述:

 某产品的存在电源线和信号线,信号线是屏蔽电缆,按下图1所示的布置和连接进行4Kv的EFT/B测试时,发现测试无法通过。测试现象表明是产品中的扩展模块部分的电路出现的异常,然而,测试时如果将信号线屏蔽电缆的屏蔽层接地断开,测试且可以通过。

1 产品EFT/B测试布置示意图

原因分析:

 基于EFT/B测试的原理,对产品中的扩展模块进行EFT/B测试时的干扰电流分析,形成扩展模块PCB干扰电流分析图如图2所示。虽然,该产品的电源端口进行了接地处理,但是接地总不是理想的0欧姆阻抗接地,因此,EFT/B干扰电流除了会通过产品中的接地端子流入参考接地板之外,还会有电流流过PCB板流向信号电缆,并通过信号电缆屏蔽的接地线流入参考接地板。 正是因为有电流流过了PCB板,导致PCB板中的电流出现干扰而异常。


扩展模块PCB干扰电流分析图

 当信号线屏蔽层的接地线断开时,信号电缆对地的阻抗主要由信号电缆与参考接地板之间的寄生电容(即图3中的Cp)所形成,阻抗变大,因此,流过PCB的干扰电流也会变小,最终导致测试通过。


信号线屏蔽电缆接地断开后的干扰电流分析图

处理措施:

   由于产品需要在信号电缆屏蔽层接地时通过EFT/B测试,因此,在没有其它额外可以改变流过PCB板电流的措施条件下,只能分析PCB板的设计,以提高PCB板中电路的抗干扰电流能力。据分析,当干扰电流流过PCB板时,对PCB内部电路造成干扰的主要机理是PCB板中的地阻抗过高而导致的公共阻抗耦合的影响。共模干扰电流经过信号输入接口电路时的干扰分析原理图如图**所示。因此,在无法改变PCB地阻抗的情况下,可对地阻抗较高区域的信号线进行滤波处理,以消除低地阻抗过高而导致的公共阻抗引起的干扰电平。具体措施是在下图4中的光耦器件信号输入端口并联1nf滤波电容。


4  共模干扰电流经过信号输入接口电路时的干扰分析原理图

思考与启示:

1)接地点的位置是决定共模干扰电流的流向重要因素;

2)如果接地点选择在产品对于被测试I/O端口的远端,那将不利于这个产品的EMC;

3)不需要进行EMC测试的I/O端口,只要其对参考接地板存在容性耦合或该端口接地,那么端口的信号也需要进行滤波处理。


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