電纜導(dǎo)致RE超標(biāo)原因分析

輻射發(fā)射測(cè)試定位過(guò)程中有這樣一條經(jīng)驗(yàn)：在首次測(cè)試不能通過(guò)后， 拔掉所有的電纜繼續(xù)測(cè)試，如果在不帶電纜的條件下， 干擾有很大下降的話(huà)， 測(cè)試人員就需要從電纜入手分析輻射超標(biāo)的原因。

 電纜輻射的原因

電纜的輻射起決定作用的是共模輻射。 一個(gè)典型的電纜可以看作是單極驅(qū)動(dòng)的天線(xiàn)， 其輻射場(chǎng)可以通過(guò)簡(jiǎn)單模型計(jì)算出來(lái)：

1） 電纜長(zhǎng)度 l 超過(guò) 1/4 工作波長(zhǎng)時(shí)候【即：l（m）≥75/f(MHz)】 ， 且

2） 電纜距離地面的高度超過(guò)約 0.1 工作波長(zhǎng)，【即 h（m）≥30/f(MHz)】

那么這時(shí)候，可以通過(guò)下面公式計(jì)算：

式中， Icm 為共模電流（mA），D 為到接受天線(xiàn)的距離（m）。

共模干擾的來(lái)源可以分為兩部分。一是電纜上的差模信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的信號(hào)，二是系統(tǒng)內(nèi)共模干擾源直接耦合到電纜上的共模信號(hào)。在測(cè)試中關(guān)于電纜問(wèn)題出現(xiàn)最多的原因包括：

電纜連接器與機(jī)殼搭接不良。

連接器作為一種透穿設(shè)備殼體的器件，如果和機(jī)殼搭接不良，就會(huì)把系統(tǒng)內(nèi)部的干擾從機(jī)殼內(nèi)部帶出來(lái)， 通過(guò)電纜輻射出去。 由于趨服效應(yīng)， PCB 上的干擾源在機(jī)殼內(nèi)表面上感應(yīng)出象波濤一樣強(qiáng)烈的噪聲干擾電流/電壓， 只要機(jī)殼上面的縫隙不大于波長(zhǎng)的 1/20, 我們認(rèn)為這些干擾只存在機(jī)殼的內(nèi)表面上。 如下圖所示， 如果連接器和機(jī)殼搭接不良， 在連接器的表面和機(jī)殼的內(nèi)表面之間必定存在著較大的分布電容（因?yàn)榫嚯x很小） ， 機(jī)殼內(nèi)表面上的干擾很容易耦合到連接器上，通過(guò)連接器傳導(dǎo)出機(jī)殼，在電纜上造成對(duì)外輻射。

很多電源設(shè)計(jì)工程師認(rèn)為， 在連接器設(shè)計(jì)的時(shí)候， 連接器的外殼已經(jīng)通過(guò)接地管腳很好的接到 PCB 上的大地了， 所以連接器不必再和機(jī)殼相連。 其實(shí)， 屏蔽連接器與機(jī)殼相連的主要目的并不僅僅是簡(jiǎn)單的金屬搭接， 而是為了使得機(jī)箱組成一個(gè)連續(xù)的屏蔽體。 可以說(shuō)屏蔽電纜的屏蔽層是屏蔽機(jī)殼的外延。

內(nèi)部干擾通過(guò)連接器傳出殼體示意圖

當(dāng)連接器與機(jī)殼的內(nèi)表面搭接良好的時(shí)候， 連接器與機(jī)殼組成了一個(gè)連續(xù)的屏蔽體，可以認(rèn)為機(jī)殼上的干擾只存在屏蔽體的內(nèi)表面上， 傳出機(jī)殼的連接器上不存在干擾， 就不會(huì)造成線(xiàn)纜輻射。

連接器搭接良好內(nèi)部干擾示意圖

線(xiàn)纜插頭外殼與電纜屏蔽層搭接不良。

因?yàn)檫@種原因?qū)е螺椛浒l(fā)射超標(biāo)， 需要將電纜插頭剝開(kāi)， 加以確認(rèn)。 電纜屏蔽層必須和接頭外殼進(jìn)行 360 度搭接，而常見(jiàn)的錯(cuò)誤搭接情況是，或者電纜設(shè)計(jì)者沒(méi)有搭接的意識(shí)，要么僅僅部分搭接。必須承認(rèn)的是，尤其是對(duì)于 DB 接頭，搭接確實(shí)存在一定的技術(shù)問(wèn)題。目前我們靠的是用銅箔膠帶纏繞加焊接的方式進(jìn)行搭接， 很容易出現(xiàn)搭接不良的現(xiàn)象。 不良的搭接意味著在接頭屏蔽殼和電纜屏蔽層組成的屏蔽體上開(kāi)了一個(gè)洞， 使得本來(lái)存在于導(dǎo)體內(nèi)表面的干擾泄漏到外表面，造成對(duì)外輻射。

對(duì)屏蔽層應(yīng)該雙端接地的電纜的不正確處理

這種電纜包括多芯 E1 線(xiàn)，用戶(hù)線(xiàn)等。 測(cè)試時(shí)候要保證遠(yuǎn)端的接頭處屏蔽層良好接地，并且將遠(yuǎn)端的接頭放置于暗室轉(zhuǎn)臺(tái)的下方， 防止內(nèi)部芯線(xiàn)上的干擾對(duì)外輻射。 因?yàn)闊o(wú)論屏蔽電纜多長(zhǎng)， 內(nèi)部的芯線(xiàn)總要從屏蔽層里面伸出來(lái)， 這時(shí)候屏蔽層就有了缺口， 內(nèi)部的干擾就會(huì)從這個(gè)缺口泄漏出來(lái)對(duì)外輻射。

理論上講， 低于100KHz～1MHz 的信號(hào)， 為了避免地環(huán)路干擾， 屏蔽線(xiàn)采用單端接地；而更高頻率的信號(hào)， 當(dāng)線(xiàn)纜鋪設(shè)長(zhǎng)度可以和信號(hào)波長(zhǎng)相比擬時(shí)， 為了避免駐波效應(yīng)， 對(duì)屏蔽線(xiàn)采取多點(diǎn)接地方式。 對(duì)于一根寬帶信號(hào)電纜， 如果既傳送低頻信號(hào)又傳送高頻信號(hào)， 那么為了兼顧不同頻率的接地方式， 就要采用混和接地。 其實(shí)， 對(duì)于低頻信號(hào)其本身對(duì)外的輻射就比較低， 甚至可以不用采用屏蔽電纜。 采用屏蔽電纜的目的就是為了遏制高頻的對(duì)外干擾， 應(yīng)該采用多點(diǎn)接地。 要注意采用多點(diǎn)接地會(huì)帶來(lái)地環(huán)路問(wèn)題， 盡管在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中這個(gè)問(wèn)題并不一定能夠顯現(xiàn)出來(lái)。