辐射类案例分析

1.1 接地对辐射实验的影响
金属外壳接地已经成为了一种共识，很多人可能会认为金属外壳就该接地，接地可以改善EMC性能，对于抗干扰类实验，情况可能是这样，但是对于辐射类实验而言，有时候会有不一样的结果。

l接地点位置选择不佳受到干扰时的回流路径

需要重点强调的是，给产品的金属外壳选择合适的接地点，可以提升产品的抗干扰能力。

如图3所示，外部干扰信号从金属外壳进入，当产品的外壳没有接地时，干扰的泄放路径是PCB板的地/金属外壳，或者产品的负极（接电池负极）或者任何可以跟下方铜耦合板有直接、间接连接的点。

这样的接地方式，干扰信号将会更多的流入PCBA，由于各个路径的阻抗不一致，共模干扰转变为差模干扰，严重的情况下，将引起产品功能异常；

图3 接地点选择不佳时的回流路径

l选择合适接地点时的回流路径

当金属外壳以一种合理的方式接地时（通常选择导电连续的金属外壳部分进行接地），从图4看出，干扰信号会优先选择阻抗最低的路径进行回流，金属外壳跟铜箔因为直接接地，通常其直流阻抗约为几十毫欧，干扰信号优先选择该泄放路径进行回流。此时，进入PCBA的干扰信号将会大大减少，降低了PCBA受到干扰的风险。

图4 选择合适接地点时的回流路径

从上面可以看出，金属外壳选择合适的接地点，的确可以增强抗干扰能力。

但是对于辐射类实验，可能就有不一样的效果。因为靠近干扰源设置接地点，将会给干扰信号提供额外一条路径，特别当频率足够高，天线满足辐射条件时，将会引起辐射超标。

1.2接地对辐射影响的典型案例分析

一．实验现象：

某车载产品在进行CE电流法测试时，发现在176MHz附近包络超标。

图5 产品实物图

图6 实验 室测试超标曲线图

二．实验原因分析：

1.）首先我们重新测试底噪，发现底噪满足6db的要求

图7 底噪测试曲线图

2.）我们检查实验的现场布置图，如图8所示，未用的线束要么拔掉，要么接负载，金属负载接入铜板，线束也未出现弯折扭曲，整体现场布置图未有明显问题。

3.)分析测试曲线，从曲线中可以看出，这个干扰信号应该是由开关电源和176MHz频率引起。对于176MHz该频率点，有可能是谐波倍频，也可能信号本身就是176MHz,我们需要检查频率表。

检查频率表未发现有176MHz这么高的频率，但是存在1.8MHz的音频时钟信号，我们可以初步确认该包络是由DCDC开关电源和1.8MHz的倍频点引起的。

看到这，可能有人要问，为什么是DCDC开关电源和1.8MHz倍频点引起？首先，由于DCDC电源是近似方波，除非该DCDC本身方波的上升沿时间可以改变，否则，其谐波能量很高，高次谐波的频谱也更加广，这样才能形成完整的包络，其次，对于时钟信号，通常我们会串联一个电阻，或者为了满足EMC性能，刻意的在满足信号完整性的前提下，降低其上升时间，所以其形成的高次谐波频谱没有方波丰富。

基于以上分析，我们对两者进行处理，首先处理DCDC电源部分：

图9 DCDC电源三个环路图

对于DCDC电源，我们现在的电源是Buck电路，对于其三个环路，如图9所示，环路1 的电流是不连续的，其环路包含丰富的高次谐波分量，根据差模干扰的公式，sIF*F/D,可以看出频率越高，其形成的干扰越大；而环路2和3的电流是随着电感的电流变化，没有发生突变。因而，我们选择在输入端增加100nf电容；同时由于音频时钟原先串联的是10R电阻，根据电流越大，其对外辐射的能量越弱，我们选择串联22R电阻。基于以上两个措施，我们复测实验：

图10 增加100nf电容和串联22R电阻测试曲线图

发现可以通过实验，但是余量不足，也就2db左右，还不保险。

我们尝试将接地点去除，神奇的事情发生了，余量达到了3.5db，可以满足测试的要求。

图11 并联电容100nf和串联22R电阻基础上，去除接地点测试曲线图

为什么会发生该现象呢？当产品外壳接地的时候，特别是当该接地点接在干扰源附近的时候，会给干扰源增加一条从信号接收端到滤波电容，到PCB的地，再到金属外壳，再到铜箔，铜箔再到电池负极，再通过地线完成回流。

而该干扰正好被CE检测设备捕捉到，因而导致测试超标。为了验证该猜想，我们将接地点更改位置，重新测试，也达到了2.79db，可以基本满足测试要求。

图12 并联电容100nf和串联22R电阻基础上，更改接地点测试曲线图

三．总结：

A.有条件接地，还是需要做接地处理的，这样可以提升抗干扰特性；

B.不论是抗干扰还是辐射类实验，都需要考虑这个接地点怎么选择，不是说任何一个接地点都能带来好的实验结果的。