传统车企EMC测试成功都采用哪些技巧

序言

汽车工业和每一家汽车公司都必须满足各种电磁兼容性（EMC）规定和EMC测试。例如，确保电子系统不会产生过多的电磁干扰有两个要求（EMI）或者噪音，它必须能够防止其他软件产生的噪音。本文研究了这些要求，并讨论了一些技巧和方法，以确保设备设计符合这些要求。

EMC要求概述

CISPR25是一种标准，它提出了几种类型的建议限制检测标准，以评估即将安装在汽车上的部件形成的辐射传输。CISPR除了为制造商提供指导外，大多数制造商也有自己的要求CISPR25填写指导标准。CISPR25测试的目的是确保安装在车内的部件不会影响车内他软件。

CISPR25要求检测室内电磁噪声电平必须至少66dB。由于CISPR希望噪声水平低至18dB（μV/m）因此，需要一个12以下的区域dB（μV/m）环境噪声电平。作为参考，这可能相当于间隔天线1km一个典型AM电台广播场强。

在今天的环境中，实现这一规定的唯一途径是在一个独特的房间中进行测试，该房间旨在屏蔽测试环境和外部磁场。此外，由于正常预算必须在一定程度上限制检测室的大小，因此防止检测室检测环境中信号反射的不利影响非常重要。因此，必须在检测室的墙上放置一些非反射电磁（EM）波的材料(图1)。检测室的成本非常昂贵，通常在一小时内租用。为了控制成本，最好设计得当EMC/EMI评估难点，然后在检测室进行一次成功。

一、维护小环路

当存在磁场时，由导电材料形成的电路作为天线，并将磁场转换为围绕电路的流动电流。电流强度与闭环面积成正比。因此，应尽可能避免电路的发生，并使必要的封闭区域尽可能小。例如，当存在差分信号时，可能会有一个电路。在发射机和接收器之间形成一个电路，选择一个差分线。

另一个常见的电路出现在两个子系统应用相同电路的区域，也许是一个显示器和一个模块控制电路来促进显示（ECU）。底盘中有一个公共接地（GND）线表示端和全面ECU端至该GND连接线。当视频流传输到带有自己接地线的显示器时，它将在接地平面上形成一个巨大的电路。在某些地方，这种电路是不可避免的。然而，尽管电感或铁氧体磁珠被引入地面连接线，DC环路仍将存在，但从RF从辐射的角度来看，这条环路早已断了。

此外，当根据双绞线电缆传输信号时，每对差分控制板/接收器将形成一个电路。一般来说，由于双绞线是通过间隙连接的，因此连接电缆的电路面积很小。但是，一旦信号到达电路板，应保持间隙连接，以避免扩大电路面积。

二、旁路电容必不可少

CMOS由于其快速、极低的工作，电路非常受欢迎。CMOS当需要充放电时，电路只在其变化和节点电容时消耗功率。从电源的角度来看，平均流量消耗为10mA的CMOS在时钟转换期间，电路吸收的电流可能高于许多倍，但时钟转换阶段的流量消耗非常低，甚至为零。因此，辐射限制侧重于电压和电流的峰值，而不是平均值。

在时钟转换过程中，从电源到芯片电源管脚的电流浪涌是主要的辐射源。根据每个电源管脚周围的旁路电容器，电容器将在时钟脉冲边缘期间直接提供芯片所需的电流。然后，在时钟转换周期的中间，电容器中的电荷应用于较低且稳定的电流积累。较大的电容器适用于电流急剧增加，而对快速标准的反应力较弱。特别是，小型电容器可以快速响应要求，但其总电荷容量有限，消耗速度快。对于大多数电路，最好的解决方案是混合不同规格的电容器(也许1μF和0.01μF电容器并联)。较小的电容器布置在非常靠近设备电源脚的区域，较大的电容器可以放置在远离电源脚的区域。

三、屏蔽

应该使用好的屏蔽方法，在这一点上没有捷径。当设计旨在尽可能避免辐射时，必须在困难电路的一部分进行屏蔽。虽然它仍然可以辐射能量，但更好的屏蔽可以捕捉辐射，并在它们逃离系统之前将其发送到道路上。下图显示了如何控制屏蔽EMI的。

屏蔽可以通过多种方式使用。也许很容易将系统关闭在导电机外壳中，或者可能是一个小的定制塑料外壳，焊接在辐射源上。

四、更好的匹配电阻可以最大限度地降低电阻EMI

当根据传输线传输快速信号并在传输线上遇到特征阻抗的变化时，部分信号应反射回信号源，部分信号将继续沿原方向传输。反射会导致辐射，一点也不会改变。完成低水平EMI，一定要遵循适当的快速设计实践。有更多优秀的资源为您提供相关的传输路线定制信息。以下是在规划传输路线时提出的一些预防措施：

请记住，在接地平面和信号布线之间有一个信号。辐射可能是由于信号布线接地平面的最终断裂造成的，因此应注意信号布线中的接地平面损伤或最终断裂。尽量减少信号布线顺序中的钝角。精致的角比倾斜的角好得多。

一般，FPD-Link信号将允许零件分接；例如：同轴电源，电源连接，AC莲花电容器，这个。为了尽可能避免构件中的反射，可以尝试使用0402模型的小部件，并将接线的总宽度设置为与0402构件焊接层相同的总宽度。此外，应根据操作层中的电介质厚度设置接线的特征阻抗。

五、接地线短

引入芯片的所有电流也将再次从芯片中排出。文章中推荐的几种方法表明，芯片的连接线必须简短。例如，旁通电容器应接近IC，保持一个小电路等。然而，当接地电流返回其起源时，需要通过的路径往往被废弃。理想情况下，电路板的一层是专门用来接地的，直到GND这种方法并不比埋孔长多少。不过，有些电路板布置在接地平面上有一个伤口，进而推动接地电流从芯片返回电源。GND当这种方法传输电流时，它被用作推送或接收噪声的天线。

六、速度不得超过规定水平

该行业有一种趋势，即担心时间限制，使用尽可能快的逻辑设备来获得最佳时间限制。不幸的是，非常快速的逻辑设备具有陡峭的脉冲边缘和高频部件，这将产生EMI。降低系统EMI一种测量方法是一种逻辑装置，其速度尽可能低，但仍将达到时间标准。FPGA降低边缘速率的一种方法是允许将驱动强度设置在较低的水平。在某些地方，逻辑线上的串联电阻可以用来降低系统中的信号转换率。

七、电源线电感

在第二种方法中，我们讨论了旁通电容器可以作为减少电流浪涌损伤的一种手段。电源线中的电感是同一问题的另一个层次。通过在电源线上布置电感或铁氧体磁珠，强制传输到电源的电路可以满足电容器（而不是电源）的动态功率要求。

八、密切注意谐振

对于各种干扰源，需要使用电感和电容器来减少可能出现的问题EMI的dv/dt和di/dt问题。然而，电感和/或电容器具有与自谐振无关的不利特性。这种情况通常可以通过增强与电感相连的电阻来纠正。这种电阻可以吸收振动形成的动能，从而将其增加到足够的水平，导致问题。当一个串联电感通向包括旁路电容器在内的部件(来自电源线的分离部件或寄生电感)时，会导致另一个隐藏的问题。由此形成的L-C在谐振频率方面，电路可能会发生冲击。同样，这种情况也可以通过电阻常与电感并联）来解决。

九、电容器布置在开关电源的输入端

汽车设计师担心影响，AM电磁波段。大多数车辆都配备了一个AM其可调谐工作频段为500kHz至1.5MHz特别敏感的高增益放大器。如果一个组件在这个频段内推送信号，很可能是AM我在录音机里听到了。许多用于开关电源的开关频率都位于此频带中，这导致了汽车应用中的问题。因此，大多数车辆开关电源的开关频率高于该频带-通常为2MHz或者更高。如果开关电源的键入或输出没有足够的担忧，这种开关噪声会进入其他对基频或次谐波频率敏感的子系统。

十、峰值辐射可通过扩频记录减少

对于FPD-Link串化器或解串器（SerDes）对于其他组件，一般有数据总线和时钟，并有扩频计时选项。在扩频记录中，调配时钟信号。因此，由于时钟和信号脉冲边缘，能量在比必须占用的频带更广泛的工作频带中传播。由于EMI该规范设置为限制一个频段内所有频率的峰值辐射，因此在较宽频段内传播噪声有利于大大降低噪声峰值。DS90UB914A-Q1这是一个很好的解弦器实例，经常与之配合DS90UB913A-Q串化器一起使用。这类设备用于优秀的驾驶辅助系统（ADAS）视频链接在相机和处理器之间。解码器负责摄像机中图像传感器向串行器提供的时钟，并与数据一起导出时钟Cpu运用。10或12条快速数据线与快速时钟同时更改操作EMI一个来源。为降低该EMI，DS90UB914A具有使用扩频时钟和导出数据(而不是图像传感器提供的低振动时钟)的选项。扩频时钟根据解弦器中的存储器进行操作。

结语

由于车辆越来越依赖电子产品来实现不限于娱乐和舒适，而不限于娱乐和舒适，因此需要完成正确操作和其他软件的影响。根据本文简要描述的技术和方法，选择合适的组件进行EMC测试，工程师可以设计一个稳定的系统，使汽车系统不受影响EMI受难题危害，工作可靠。