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屏蔽電纜對輻射發(fā)射的影響有多大?

嘉峪檢測網(wǎng)        2018-10-11 10:34

【現(xiàn)象描述】

某TVBOX有一HDMI接口,內(nèi)部控制電路印制板是四層。進(jìn)行輻射騷擾測試時,該TVBOX的HDMI接口與電視相連,并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。3m法半電波暗室中的測試結(jié)果如圖1所示。

 

圖1為輻射騷擾測試接收天線水平極化是的測試頻譜圖(最差測試天線方向)。

屏蔽電纜對輻射發(fā)射的影響有多大?

從圖1可看出,該TVBOX在輻射接收天線水平極化的情況下,有一點(頻率點148.6Mhz)超過了EN55022標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的CLASSB限制要求,且高頻單支噪聲多為74.3Mhz倍頻。

 

【原因分析】

HDMI接口的傳輸速率很高。周期信號及信號的諧波會通過傳輸電纜產(chǎn)生輻射騷擾(HDMI特征頻點為74Mhz左右)。另外控制芯片和接口芯片在產(chǎn)生信號時,芯片的地和電源之間也可能會隨信號的擺動,產(chǎn)生噪聲。因此通常用以下四種方法來抑制HDMI接口的EMI噪聲,如圖2所示(HDMI接口原理圖)。

 

屏蔽電纜對輻射發(fā)射的影響有多大?

 

圖2 

(1)HDMI接口電纜采用屏蔽電纜。

(2)在HDMI接口電纜上套上鐵氧體磁環(huán),

(3)差分線對上串聯(lián)共模電感。共模電感由兩根導(dǎo)線同方向繞在鐵芯材料商,當(dāng)共模電感電流通過是,共模電感會因磁通量疊加而產(chǎn)生高阻抗:當(dāng)差模電流通過是,共模電感因磁通量互相抵消而產(chǎn)生較小的阻抗。共模電感衰減特性曲線如圖3所示。

 

屏蔽電纜對輻射發(fā)射的影響有多大?

 

 圖3

 

從圖3的衰減特性也能看出,在HDMI接口電路中的共模電感對差分信號不會造成影響,主要是針對共模電流進(jìn)行選擇性衰減。

(1)HDMI接口電路電源良好的去耦也是降低HDMI接口電路EMI噪聲的重要部分。

分析該款TVBOX樣機(jī)發(fā)現(xiàn),測試用HDMI屏蔽電纜屏蔽層與HDMI端口金屬連接器采用的是“單點接地”的連接方式。改變TVBOX中屏蔽電纜與金屬連接器的連接方式,即將屏蔽層與連接器金屬外殼進(jìn)行環(huán)形360°搭接(如圖4)。

 

屏蔽電纜對輻射發(fā)射的影響有多大?

 

更改后輻射騷擾測試接收天線水平極化的頻譜圖如圖5。

 

【處理措施】

改變屏蔽電纜屏蔽層與金屬連接器的連接方式,取消原來的單點接地,實現(xiàn)屏蔽層與金屬接口360°搭接。

 

【思考與啟示】

單點接地的存在,相當(dāng)于在屏蔽層上串聯(lián)一個數(shù)十納亨的電感,它能夠在接口的電纜屏蔽層上因屏蔽層電流的作用而產(chǎn)生一個共模電壓。隨著頻率的增大,單點接地連接的等效轉(zhuǎn)移阻抗也將迅速增大,這樣不但會使屏蔽電纜完全失去屏蔽的效果而且可能產(chǎn)生額外的騷擾。因此屏蔽電纜的屏蔽層與連接器很重要,一定要保證360°搭接。

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來源:AnyTesting

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