調(diào)試前的問(wèn)題定位,是非常重要的環(huán)節(jié),沒(méi)有定位的調(diào)試就像開(kāi)盲盒全憑運(yùn)氣,結(jié)果非常不確定。問(wèn)題定位就如GPS可以帶我們直達(dá)問(wèn)題的病灶。定位有兩種途徑:一是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直覺(jué)判斷,成功的概率主要由工程師的經(jīng)驗(yàn)積累程度確定。二是借助儀器設(shè)備,結(jié)合電路設(shè)計(jì)分析來(lái)進(jìn)行詳細(xì)定位判斷。
輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)問(wèn)題定位方法很多,根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景、技術(shù)能力,結(jié)合產(chǎn)品工作特性選擇合適的定位方法尤為重要。主要定位手段有:手的使用、磁環(huán)的使用、儀器的使用、軟件輔助定位、最小系統(tǒng)定位等。
01、手的使用
輻射分析調(diào)試過(guò)程中,靈活的運(yùn)用手,能夠幫助我們快速定位干擾源具體位置,判斷噪聲耦合路徑,具體方法如下:
人體本身可視為一個(gè)屏蔽體,當(dāng)手靠近產(chǎn)品某部分電路時(shí),會(huì)對(duì)該處的信號(hào)產(chǎn)生一定在屏蔽作用。此外手掌也可以改變電場(chǎng)分布,從而影響輻射源輻射能量大小。如果當(dāng)手靠近產(chǎn)品某部分電路時(shí)干擾源噪聲有明顯降低時(shí),說(shuō)明此部分電路可能存在強(qiáng)輻射源。
在確保安全的情況下,可以用手直接接觸金屬外殼或者金屬部分,觀察噪聲頻點(diǎn)變化情況。當(dāng)手接觸后噪聲強(qiáng)度明顯降低,則表示此金屬結(jié)構(gòu)可能成為發(fā)射天線,因?yàn)槿梭w對(duì)大地本身就存在電容效應(yīng)。也可以使用手觸摸電路板內(nèi)部非高壓部分,當(dāng)手觸摸到某部分電路元件、PCB布線出現(xiàn)噪聲頻點(diǎn)明顯降低,則說(shuō)明干擾源可能就在此處。
使用手按壓金屬外殼、金屬搭接件或者電路板如果噪聲頻點(diǎn)出現(xiàn)明顯的降低,說(shuō)明電路板、金屬外殼、或者搭接件存在接觸不良的情況。鎖附電路板、金屬件的螺絲或金屬接觸面因產(chǎn)品搬動(dòng)、振動(dòng)而松動(dòng),導(dǎo)致的接地不良可以通過(guò)此方法發(fā)現(xiàn)。當(dāng)金屬件之間的搭接不良(金屬件表面絕緣,靠近螺釘鎖附接地)時(shí),使用手按壓時(shí)噪聲頻點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)明顯的改善,尤其兩個(gè)絕緣金屬平面搭接時(shí),按壓可以增大兩者之間的耦合電容。
【備注說(shuō)明】板內(nèi)使用金屬屏蔽罩屏蔽時(shí),也可以通過(guò)此種方式判斷屏蔽罩接地狀況。
當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)外部連接線纜無(wú)法通過(guò)移除來(lái)判斷時(shí),則可以通過(guò)手緊握連接線纜的方式來(lái)觀察噪聲頻點(diǎn)變化情況,若噪聲頻點(diǎn)明顯降低,說(shuō)明連接線纜可能成為發(fā)射天線或是噪聲的耦合路徑。確定連接線纜成為干擾源耦合路徑或者發(fā)射天線后,則可以通過(guò)增加濾波器、源端抑制的方式解決問(wèn)題。
產(chǎn)品金屬件搭接、屏蔽結(jié)構(gòu)件搭接存在縫隙時(shí),可以通過(guò)用手遮擋縫隙、用手?jǐn)D壓金屬件縮小縫隙的方式,來(lái)判斷噪聲是否通過(guò)縫隙耦合發(fā)射。
02、磁環(huán)的使用
在輻射發(fā)射問(wèn)題調(diào)試過(guò)程中,靈活的運(yùn)用磁環(huán),也可以幫助我們快速準(zhǔn)確的定位問(wèn)題,具體操作方法如下:有時(shí)單純的移除連接線纜無(wú)法判斷問(wèn)題時(shí),可以借助磁環(huán)來(lái)輔助定位問(wèn)題,可以使用不同規(guī)格的磁環(huán)分別在連接線纜的起始段、末端繞幾圈觀察噪聲頻點(diǎn)變化情況,出現(xiàn)噪聲明顯降低則說(shuō)明線纜成為耦合路徑,靠近那端效果明顯,則說(shuō)明噪聲來(lái)自那端。使用磁環(huán)在測(cè)試輔助連接線纜上繞幾圈觀察噪聲頻點(diǎn)變化情況,出現(xiàn)噪聲明顯降低則說(shuō)明線纜成為耦合路徑,若靠近EUT端增加磁環(huán)明顯則說(shuō)明噪聲來(lái)自EUT,若靠近測(cè)試設(shè)備端增加磁環(huán)明顯則說(shuō)明噪聲可能來(lái)自測(cè)試設(shè)備。使用磁環(huán)來(lái)輔助定位判斷時(shí),需重點(diǎn)關(guān)注磁環(huán)的材質(zhì),不同材質(zhì)的磁環(huán)濾波頻段則不同,使用磁環(huán)時(shí)盡可能嘗試?yán)@不同圈數(shù)時(shí)噪聲變化情況,避免出現(xiàn)誤判斷。【備注說(shuō)明】不同形狀、不同材質(zhì)的磁環(huán)濾波效果差異巨大,最好參考磁環(huán)的頻率曲線。
03、頻譜分析儀的使用
頻譜分析儀是輻射發(fā)射問(wèn)題調(diào)試的神器之一,正確的使用頻譜分析儀即可以定位干擾源具體位置,也可以定位耦合路徑。
使用頻譜分析儀環(huán)形探頭掃描機(jī)器內(nèi)部電路板、內(nèi)部連接線纜、外部連接線纜、金屬結(jié)構(gòu)件、屏蔽體搭接縫隙來(lái)定位干擾源區(qū)域,或者定位噪聲耦合的路徑。
【備注說(shuō)明】:尖峰干擾的能量比較集中容易定位發(fā)現(xiàn),寬帶噪聲輻射能量相對(duì)分散,需要反復(fù)掃描定位以確定具體位置。對(duì)于間歇性噪聲需要持續(xù)定位時(shí)間,防止定位遺漏。
使用環(huán)形探頭確定干擾源區(qū)域后,更換針式探頭逐點(diǎn)掃描,最終確定干擾源具體位置。在確認(rèn)過(guò)程中可能出現(xiàn)噪聲源位置,原因可能是噪聲源頭能量很強(qiáng),串?dāng)_耦合嚴(yán)重,找到能量的點(diǎn)增加對(duì)策后,再觀察其它區(qū)域噪聲是否隨之降低,以此來(lái)確認(rèn)具體位置。【備注說(shuō)明】噪聲源可能存在情況,耦合路徑可能也存在情況。
04、最小系統(tǒng)定位法
對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)輻射發(fā)射問(wèn)題的定位,根據(jù)電路模塊工作特性,結(jié)合功能模塊的特點(diǎn),將電路模塊逐個(gè)停止工作,保留最小化系統(tǒng),來(lái)判斷干擾源來(lái)自哪個(gè)電路模塊,再來(lái)確定具體位置,可以達(dá)到事半功倍的效果。
05、軟件輔助定位法
對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)輻射發(fā)射問(wèn)題無(wú)法使用最小系統(tǒng)定位法,或者系統(tǒng)內(nèi)部有多個(gè)相同噪聲頻點(diǎn)且無(wú)法通過(guò)獨(dú)立工作的方式排除時(shí),可以通過(guò)軟件輔助定位法來(lái)定位問(wèn)題,具體操作方式如下:對(duì)于多個(gè)相同工作時(shí)鐘頻率(比如多個(gè)DDR芯片使用相同的工作頻率)的產(chǎn)品,則可以通過(guò)修改工作頻率,錯(cuò)開(kāi)噪聲頻點(diǎn)的方式鎖定干擾源具體位置。也可以通過(guò)軟件關(guān)閉非使用時(shí)鐘信號(hào)的方式定位干擾源具體位置。還可以通過(guò)軟件降低驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度、降低驅(qū)動(dòng)電平的方式來(lái)鎖定干擾源具體位置。對(duì)于高速差分信號(hào),還可以通過(guò)調(diào)整預(yù)加重、去加重的方式來(lái)鎖定干擾源具體位置。通過(guò)軟件調(diào)展頻的方式也可以快速定位干擾源的具體位置。