本文针对手机电磁兼容测验中常常呈现的问题,包含静电放电抗扰度实验、电快速瞬变脉冲群抗扰度实验、辐射打扰及传导打扰功用测验中常常发现的问题进行了剖析,并提出了相应的改善手机电磁兼容功用的主张。
1、静电放电抗扰度实验
1.1静电放电抗扰度实验常见问题
静电放电抗扰度测验中呈现的问题首要表现在以下几个方面。
(1)手机通话中止。
(2)静电放电导致手机部分功用失效,但静电放电进程结束后或许重新启动手机之后失效的功用能够康复。这些现象或许为:屏幕显现反常,如屏幕显现呈白色、呈现条纹、显现呈现乱码、显现含糊等等;通话效果呈现问题,如啸叫声或许声响消失;按键功用或许触摸屏功用损失;软件呈现误告警,如在并没有呈现插拔充电器的状况下频频提示“充电已衔接、充电器已移除”。
(3)手机自动关机或许重新启动现象。这个问题既或许发生在通话进程中,也或许发生在待机进程中。
(4)静电放电导致手机失效或损坏。
因为部分器材损坏,手机的一些功用在重新启动后仍无法康复,如摄像头功用;自动关机后无法再次开机的状况;与充电器相衔接的状况下进行测验时,充电器也或许呈现失效、损坏乃至爆破等问题。
1.2静电放电问题的详细剖析
(1)通话中止:形成通话中止的首要原因是静电放电对手机内部的射频电路和/或基带电路形成影响,形成了通讯信噪比的下降,信号同步呈现问题,然后形成通话中止。结构规划不合理也或许导致通话中止。静电放电实验中需求运用较大面积的金属原料的水平耦合板,手机与水平耦合板之间仅放置一个厚度为0.5 mm的绝缘垫。当天线或许大面积的金属部件间隔这个水平耦合板间隔过近时,或许发生彼此耦合,导致移动电话机实践能到达的灵敏度大大下降,进行静电实验时通话更简单中止,严峻时即便不施加静电搅扰移动电话机都无法坚持通话。
(2)自动关机或重启:基带电路的复位电路遭到静电的搅扰导致手机误关机或重启。
(3)手机失效或损坏:静电放电进程中高电压和高电流导致器材的热失效或许绝缘击穿。也或许遭到静电放电进程中的强电磁场影响导致器材暂时失效。
(4)软件毛病:静电搅扰信号被当作有用信号被处理,导致操作体系误呼应。
1.3静电放电问题的改善主张
(1)在规划计划上考虑静电放电问题
尽量挑选静电灵敏度等级高的器材;器材与静电源阻隔;削减回路面积(面积越大,所包含的场流量越大,其感应电流越大)。详细的办法或许包含:走线越短越好;电源与地越挨近越好;存在多组电源和地时,以格子办法衔接;太长的信号线或电源线有必要与地线交织安置;信号线越接近地线越好;一切的组件越近越好;同一特性器材越近越好;接地平面规划:尽量在PCB上运用完好的地平面;PCB接地面积越大越好;不要有大的缺口;PCB的接地线需求低阻抗且要有杰出的阻隔;电源、地布局在板中心比在四周好;在电源和地之间放置高频旁路电容;维护静电灵敏的元器材。
(2)呈现静电问题后的整改主张针对上述静电放电问题,需求采纳以下进程进行整改。
a)测验直接放电和直接放电、空气放电和触摸放电,承认耦合途径;
b)从不同方向放电,调查现象有何不同,承认一切的放电点和放电途径;
c)从低到高,在不同电压下进行实验,承认手机在哪个电压范围内呈现不合格现象;
d)多实验几台样机,剖析共性,承认失效原因;
e)依据耦合途径、不合格现象、放电途径,判别相关的灵敏器材;
f)针对灵敏器材制定解决计划;
g)经过实验验证、批改解决计划。整改中详细可选用以下办法。关于机壳缝隙、按键、FPCB的问题可用介质阻隔的办法来处理;关于摄像头、麦克风、听筒等问题能够经过介质阻隔、加强接地等办法来处理;具有屏蔽壳的芯片能够经过加强屏蔽效果、屏蔽壳加强接地的办法来处理;关于接口电路、要害芯片的引脚,要经过运用维护器材(如TVS管,ESD防护器材)来加以维护;·关于软件的毛病,能够经过添加一些逻辑判别来正确检测和处理告警信息的办法来改善。 2、电快速瞬变脉冲群抗扰度实验
2.1电快速瞬变脉冲群抗扰度实验概述
电快速瞬变脉冲群发生的原理如下:当电理性负载(如继电器、触摸器等)在断开时,因为开关触点空隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处发生的瞬态打扰。当电理性负载屡次重复开关,则脉冲群又会以相应的时刻空隙屡次重复呈现。这种瞬态打扰能量较小,一般不会引起设备的损坏,但因为其频谱散布较宽,所以会对移动电话机的牢靠作业发生影响。该实验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动电话机的电源端口的实验。实验脉冲的特点是:瞬变脉冲上升时刻短、重复呈现、能量低。该实验的意图便是为了查验手机在遭受这类暂态打扰影响时的功用。一般以为电快速瞬变脉冲群之所以会形成手机的误动作,是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电,当结电容上的能量累积到必定程度,便会引起手机的误操作。详细表现为在测验进程中移动电话机通讯中止、死机、软件告警、操控及存储功用损失等。
2.2电快速瞬变脉冲群抗扰度实验常见问题剖析
电快速瞬变脉冲波形经过充电器直接传导进手机,导致主板电路上有过大的噪声电压。当独自对前方或零线注入时,尽管是采纳的对地的共模办法注入,但在前方和零线之间存在差模搅扰,这种差模电压会呈现在充电器的直流输出端。当一起对前方和零线注入时,存在着共模搅扰,但对充电器的输出影响并不大。形成手机在测验进程中呈现问题的原因是杂乱的,详细表现为以下几方面。前期规划时未考虑电快速瞬变脉冲群按捺功用,没有添加相关的滤波元器材,PCB规划归纳布线时也没有留意线缆的阻隔,主板接地规划也不符合规范,别的要害元器材的也没有采纳屏蔽维护办法等;出产厂在元器材供货商的挑选上没有选用功用牢靠的要害器材,导致测验进程中器材老化或许器材失效,然后简单遭到电快速瞬变脉冲的搅扰;在整机出产拼装进程中,加工工艺及拼装水平呈现的问题或许会导致产品一致性欠好,单个送检手机存在质量问题;检测进程中因为其他测验项呈现问题导致整改,或许因为整改计划的挑选会影响到电快速瞬变脉冲群测验不合格。
2.3电快速瞬变脉冲群抗扰度实验相关问题的改善主张
针对电快速脉冲群搅扰实验呈现的问题,首要能够采纳滤涉及吸收的办法来完成对电快速瞬变脉冲的按捺。
(1)在手机规划初期就应要点考虑按捺电快速瞬变脉冲群搅扰规划。
在PCB层电源输入方位要做好滤波,一般选用的是巨细电容组合,依据实践状况能够酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号,尽量选用外表封装;尽量减小PCB的地线公共阻抗值;PCB布局尽量使搅扰源远离灵敏电路;PCB的各类走线要尽量短;减小环路面积;在归纳布线时要留意强弱电的布线阻隔、信号线与功率线的阻隔。归纳布线是体系很重要的一个规划组成部分,一个糟糕的归纳布线格式很或许就义一个规划精巧的PCB的稳定性;要害灵敏芯片需求屏蔽;软件上应正确检测和处理告警信息,及时康复产品的状况。
(2)元器材的挑选上应运用质量牢靠的芯片,最好做过芯片级的电磁兼容仿真实验,质量牢靠的充电器、数据线及电池的选用可提高对电快速瞬变脉冲信号的按捺才能;
(3)厂家在拼装出产环节中应严把质量关,做好出产工艺流程操控,尽量确保产品质量的一致性,削减因单个手机质量问题带来的测验不合格现象;
(4)EFT测验进程中如呈现问题,可选用在充电器添加磁环或许电快速瞬变脉冲群滤波器的办法进行整改,选用磁珠的内径越小、外径越大、长度越长越好。选用加TVS管的整改办法效果有限;
(5)依据最新GB/T 17626.4-2008规范要求,重复频率将添加100 kHz选项,将会比5 kHz更为严格,厂家应及早重视进行相关的电快速瞬变脉冲群测验防护作业。 3、辐射打扰及传导打扰
3.1辐射打扰、传导打扰相关问题的详细状况
辐射打扰测验首要在30 MHz-100 MHz和200 MHz-900 MHz频率范围内简单不合格,传导打扰则体现在5 MHz-30 MHz频段范围内简单不合格。
3.2辐射打扰传导打扰相关问题剖析
辐射打扰与传导打扰测验,是在运用充电器为手机充电,一起手机坚持通讯状况以及最大发射功率状况下,进行的电磁兼容测验。测验的成果是手机与充电器联合作业的状况下的测验成果。不合格的原因或许是充电器形成的,也或许是手机自身形成的,也或许是手机与充电器联合作业时兼容性欠好而不合格。
发生问题的原因或许有以下几个方面。
充电器和手机在开始的规划阶段没有充沛的考虑电磁兼容功用;
在规划时,没有针对辐射打扰和传导打扰的电磁兼容性进行规划并采纳相应的对策;
充电器和手机选用的元器材的电磁兼容性欠好或质量达不到要求;
手机在选用充电器时,没有充沛考虑手机和充电器间的电磁兼容性及手机和充电器的匹配性,手机对错线性负载,在振铃及通话时,假如电池电量缺乏而进行充电时,消耗的能量很大,会有很大的冲击电流,这样假如选用的充电器不匹配或输出电流过小,测验进程中会形成充电器满负荷作业或超负荷作业而发生电磁兼容问题,更严峻乃至会发生安全问题。别的假如充电不正常,也会形成手机器材不正常作业而发生电磁兼容问题。充电器和手机间的彼此搅扰也会形成测验成果超支;
在进行测验前,手机和充电器没有合作进行电磁兼容预测验,充电器有或许独自运用负载做了电磁兼容测验,测验的成果不能反应与手机一起测验的成果。
3.3辐射打扰传导打扰相关问题的改善主张
(1)在规划阶段要充沛考虑电磁兼容特性,合理考虑电路板的接地规划,应坚持接地环路尽量小,运用网格接地,信号线或电源线尽量与地线接近。规划进程中,对充电器和手机的充电端口采纳滤波办法,对辐射发射灵敏元器材采纳屏蔽办法,添加屏蔽罩。
(2)挑选质量好,电磁兼容特性好的元器材。
(3)优化器材的方位、布局和布线。器材布局一向依照功用和器材类型来对元器材进行分组,例如,对既存在模仿电路、又存在数字器材的电路板,可将器材按作业电压、频率进行分组布局;对给定的产品系列或电源电压,可按功用对器材进行分组。器材分组布局结束后,有必要依据元器材组电源电压的不同,将电源层安置在各器材组的下方。假如有多层地,那么就有必要把数字地层紧贴数字电源层,模仿地紧贴模仿电源层,模仿地和数字地要有一个共地址。一般,电路中存在A/D或D/A器材,这些转化器材一起由模仿和数字电源供电,因而要将转化器放置在模仿电源和数字电源之间。假如数字地和模仿地是分隔的,它们将在转化器集合。当电路板依照器材系列和电源电压分组时,组内信号的传送不能跨过别的的器材组,假如信号跨过边界,就不能与其回流途径严密耦合,这样会增大电路的环路面积,然后使电感添加,电容减小,从而导致共模和差模搅扰的添加。电路板规划进程中要防止呈现各种阻隔带。尽管相距很近的一排通孔并不违背规划规矩,可是,在电源层和地层上过多的通孔有时相当于开出一条阻隔带,要防止在该区域内布线,例如,一个3 ns的信号回路假如违背其信号源途径0.40英寸,则过冲/欠冲和感生串扰会大增,足以使电路作业呈现反常,并一起添加差模和共模搅扰。
(4)充沛考虑充电器与手机的兼容性和匹配性。充电器的输出电流应大于手机的峰值电流。在挑选匹配的充电器前,应运用相应的充电器合作手机进行辐射打扰和传导打扰预测验,验证两者间的电磁兼容特性,挑选电磁兼容特性好的充电器。
(5)后期整改办法
对测验成果进行剖析,听取电磁兼容测验工程师的主张。关于辐射打扰测验,经过实验承认是充电器对测验成果的影响大仍是手机的影响大。一般假如是低频超出限值,则是充电器的影响大些,假如是高频则或许手机的影响大;传导打扰测验也要承认哪个影响是首要因素。假如充电器的影响为首要因素,首要承认充电器的各个器材是否正常作业;假如是某个器材有问题,先替换相应的器材后再进行测验。添加滤波电容或改善相应的滤波电路,对辐射打扰和传导打扰都会有改善。假如承认是手机的问题,承认超出频率的来历,对相应的器材进行屏蔽处理:加强屏蔽特性;改善屏蔽的接地;添加相应的滤波电容或对滤波电路进行调整;改善相应的匹配电路削减谐波或混频搅扰;加强手机的充电电路的滤波和接地,等等。运用好的充电线缆,主张运用两头都能接地的屏蔽线缆。在手机侧或充电器侧加铁氧体磁环,关于辐射打扰或许会有必定的改善,关于传导打扰有时影响不大,要依据测验的频率,挑选磁环的相应频率。
综上所述,关于辐射打扰和传导打扰,应掌握以下准则:
a)重视规划阶段的电磁兼容规划;
b)重视充电器和手机的匹配;
c)挑选优秀的元器材。
4、定论
手机的电磁兼容功用直接关系到手机的各个功用,确保手机的电磁兼容功用是确保手机质量的一个重要环节,因而手机的电磁兼容测验及规划不容忽视。