PCB单板传导干扰超标问题的解决
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功串 ／ｔ ｃ Ｂ
对 电源 监控板 Ｐ Ｂ板用 Ｓｗ ｖ 软件进 行 Ｐ 仿 真 ＷＣ １ａ ｅ Ｉ 分析 ，所有 电源 网络走 线 上都没有 发 现高谐 振频率 点 。 但 一８ ４ Ｖ电源 在插 座入 口处 的 ｚ阻抗值 却大 大超 过单 板
额 定 工 作 目标 阻 抗 。
Ｉ ’
从测试结 果来看 ，基本满 足 了 Ｃ Ａ Ｓ Ｂ指标要求 ， Ｌ Ｓ 可见可 以通 过改板 Ｐ Ｂ 解决整机传 导干扰 问题 。具 ＷＣ 来
体 的 改 板 方 案 为 ：共 地 ，增 加 ３ 电 容 、３ 电感 。 个 个
根据 以往经 验 ，抑制干扰 的三大 方法是接地 、屏 蔽
和 滤 波 。在 测 试 现 场 ，分 别 采 用 了接 地 和滤 波 方 案 。 首
Ｐ Ｂ设 计 的 目 的 就 是 减 小 Ｐ Ｂ对 其 他 电 路 的 干 扰 和 Ｃ Ｃ 对 外 界 干 扰 的 敏 感 性 ， 以 及 减 小 Ｐ Ｂ电 路 之 间 的 互 Ｃ 相 影 响 … 。
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翅圈 受塑 堕 雯 堕
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有 效 阻 止 外 界 的 电 磁 干 扰 经 电 源 线 进 入 设 备 ，又 能 阻
器件 ，其次再 从耦 合途径 和被 害设备 方 面考虑 。
（ 传 导 干 扰 耦 合 途 径 主 要 是 通 过 导 线 与 公 共 地 阻 ２ ） 抗 或 公 共 电 源 阻 抗 进 行 传 输 。较 好 的 解 决 方 案 就 是 将
图 １ 整机 传 导发 射 测试 结果
样 机 中 ４０ ｋ ｚ ０ Ｈ 频率 范围主要 的工作器件位 于系统
内的 电源 监 控 板 Ｐ Ｂ上 ，所 以初 步 将 问 题 定 位 于 电源 ＷＣ
１ 故 障现象
某 宽 带 无 线 接 人 系 统 基 站 室 外 单 元 样 机 在 国 家 可 靠 性 试 验 中 心 ＥＭＣ实 验 室 做 传 导 发 射 测 试 时 ，一 直 存 在 ４ ０ｋ ０ Ｈｚ以 下频 率 点 指 标 偏 低 ，对 于 Ｃ ＡＳ Ｌ Ｓ Ｂ的 要 求 没 有 裕 量 的 现 象 ，测 试 结 果 如 图 １ 所 示 。 测试环 境参 照标准为 ：Ｇ ９ ５ （ ８ ） Ｂ ２４１ ８。 ９
（Ｔ ｏｐｒｔ ｎ ｉ ｌＲ Ｚ ＥＣ ｒｏａ ｏ Ｘ ｌ ＆ＤＣ ｎｅ ，ｉａ ７ ０ ６ ， ｈ ａ ｉ ａ ｅｔ Ｘ ｌ １０ ５Ｃ ｉ ） ｒ ｌ ｎ
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《 信息化纵横 》２０ 年 第１ 期 ０９ ６
Ｔｅ ｈｎｑｕ ｄ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｃ ｉ ｅ ａｎ ｔ ｏ
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挡设备 自身工作 中产生 的电磁干扰经 电源线进入 电网 ， 传送 到其他 敏感 设备 。所 以电源线 滤波 器是抗 干扰 和
干扰抑 制 中都可 采用 的一种 器件 。 ２３ 改 进措 施 ．
２． 电源 完 整 性 分 析 １
—
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图 ３ 共地 后 的 传 导发 射 测试 结 果
可以看出，指标虽然有所改善 ，但还是不理想 ，部分
频 点 的 裕量 仍 然 不够 。再 次采 取 滤 波 策 略 ，在 一４Ｖ电 源 ８ 线 上增 加 了输 入 输 出 电容 后 ，得 到测 试 结 果 如 图 ４ 示 。 所
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图２ Ｐ ＷＣＢ单 板传 导 发射 测 试结 果
图 ５ 增 加 电 感后 的传 导 发 射 测试 结 果
１２ 现 场 改善 措 施 ．
从单板 Ｐ Ｂ的布局 和布线方面进行 分析考虑 ，希望 通过 Ｃ 优化 Ｐ Ｂ布局布线来 降低印制板 电路 Ｅ Ｉ Ｃ Ｍ 问题。具体做 法 为电源部分 重新布局 布线 ，芯 片的电源布线加 粗 ，单
板 ２ 表 层 的 走 线 加 粗 ， 以 达 到 改 善 干 扰 指 标 的 目标 。 个 本 测试 板 中主 要 的 电 源信 号 有 一 ８Ｖ １ ４ 、＋ ２Ｖ、＋ 、 ５Ｖ
５ｋ ０ ３￣ｌ （ｋ ５Ｘ ｌ＾ １ Ｍ ２ Ｍ ３ ４Ｍ ５ ７Ｍ ｌ Ｍ Ｍ
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一
个 产 品在转 产 阶段 都会做 许 多可 靠 性测 试 ，例
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如 浪 涌 抗 扰 、静 电 抗 扰 、 电 快 速 瞬 变 脉 冲 群 抗 扰 、 传
… … Ｍ
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完整 的 Ｇ Ｄ Ｎ Ａ平面 ；＋ ５Ｖ，＋ ． Ｖ位 于第 ４ 。其余 电 ３３ 层 源 、地 信号用 铜线在信 号层上 连接 ，一 ８Ｖ的连线在 表 ４
层 和两 个 ＳＧ层 之 间 来 回穿 梭 。 另 外 一 ８Ｖ Ｇ Ｄ是 走 线 Ｉ ４ Ｎ 连 接而 不是 一 ８ ４ Ｖ的 耦 合 平 面 ，这 样 走 线 难 免 会 将 噪 声 引入 电源 信 号 中 。
解决 Ｅ ＭＣ问 题 要 从 它 的 三 要 素 着 手 ：干 扰 源 、 耦 合 途 径 和被 干扰设 备 。
（） 决 干扰 源 问题 是 最有 效且 廉 价 的方 法 。 因此 １ 解 要解 决 传 导干 扰 最好 的 方法 是 选用 开 关 噪声 小 的 电源
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《 信息化纵横 》２ ０ 年第 １ 期 ０９ ６
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２Ｍ ３Ｍ ４Ｍ ５Ｍ ７ ｌ Ｍ Ｍ ０
平面阻抗 ，虽然 １ｋ ｚ Ｈ 附近 的高阻抗在 传导测试 时不会 体现 出来 ，但 由此 带来 的辐 射 干扰 隐患 却一 直存 在 。 另外 ，＋ ２Ｖ在第 ６ １ 层的一个端点有 ７ ０ ｎ的阻抗 ，分 析 是 由于 此 根信 号走 线 过 细过 长造 成 的 ，需 要加 粗此 根 电源 走线 来 降低走 线 阻抗 。
导 抗扰 、传导 发 射 、辐 射抗 扰 、辐 射发 射等 ，这 些 对 产 品 的电磁兼 容测 试都 要 求结 果能 够达 标并 且 留有 足
够 的裕 量 。 解决 Ｅ ＭＣ 问 题 可 以 通 过 多 种 手 段 ， 但 是 最 根 本
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的解 决 方法 是 从 设 计 上 减 小 Ｅ 隐 患 。 而 设 计 好 ＭＩ Ｐ Ｂ对 于 保 证 设 备 的 Ｅ Ｃ ＭＣ性 能 具 有 重 要 的 意 义 。
从测试结 果看 ，增加 电容后 ，背景噪声较 仅采用共 地 方 案有 了 明显 改善 ，各频 点 噪声 幅度 也有 了非 常 明 显的下降 ，但在 ４ ０ Ｈ 附近起到 的作用 还是非 常有限 。 ０ ｚ 于是再次增加滤 波 ，增加输 入电感后 ，整个 频点范 围内 的噪 声 幅度 进 一步 改善 ，如 图 ５ 所示 。
中图分类 号 ： Ｎ １ Ｔ ４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
Ｔｈ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ｅｓ ｌ ｔｏ ｆＰＣＢ ｉ ｌ ． ａ ｄ ｃ ｎｄ ｔｄ ｓ ｕ ｂａ ｅｅ ｅ ｄ ｓａ ｄ ｄ ｓｎｇ ｅ－ － ｂｏ ｒ ｏ ｕｃ ｉｔ ｒ ｎｃ ｘｃ ｅ ｔ ｎ ａ ｒ
Ｗ ＡＮ Ａ Ｍｉ ｇ Ｇ ｎ
监控 板 ，并 对 电源监控 板单独 做 了测试 。
１１ 电源 监 控板 传 导 发 射 ．
在 与样 机相 同 的测 试 环境 下 ，针 对样机故 障现象 单独对 电源监 控板 Ｐ Ｂ的 ４ ＷＣ ８ ｖ电缆 进行传 导发射 测 试 ，测试结 果如图 ２ 所示 ，可见单 板传导干扰超标 ，需 要采 取 相应 措 施 提 高指 标 。
先 ，将 单板 电源进 行共地 ，共 地后 的测试结果 如图 ３ 所
刁 。
功翠 ， Ｂ ｄ
２ 故 障原 因分 析
虽 然 通 过 以 上 经 验 方 法 ， 现 场 采 取 措 施 使 得 传 导
干 扰指 标 得 到改 善 ，但 问题 的原 因并 没有 得 到准 确定
位 ，Ｅ Ｃ隐 患 随 时会 在 其 他 环 境 恶 劣 时 发 生 。所 以 试 着 Ｍ
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以仿 真结 果 看 出 ，在 ４ ０ｋ ｚ 点左 右 有 高 达 ８ ０ Ｈ 频 ０ｎ 的 平 面 阻 抗 ，另 外 在 １ｋ ｚ 率 附 近 也 有 高 达 ３ ０ ｎ的 Ｈ 频 ０
Ｔｅ ｈ ｉ ｅ ａ ｄ Ｍｅ ｈ ｄ ｃ ｎｑｕ ｎ ｔ ｏ
Ｐ Ｂ单板传导ห้องสมุดไป่ตู้扰超标 问题 的解 决 Ｃ
王 阿 明
（ 中兴通讯股份有限公 司，陕西 西安 ７ ０ ６） １０５
摘 要 ：通过 经验 方 法和 电源 完整 性 分析 相 结合 ，寻找 并判 断 出可 能造 成 某单板传 导 干扰 的故 障 点 ，同时通 过 仿 真 结果 提 出改进 措 施 ，最 终 解 决 了现 有 故 障和 隐患 。 关 键 词 ：传 导 干扰 ；电源 完 整性 ； 电磁 兼 容 ；平 面 阻抗
２ ２ 传 导 干 扰 理 论 分 析 。
５０ ｋ ０
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图 ４ 增加 电容 后 的传 导 发 射 测试 结 果
对 电源 监控板 Ｐ Ｂ板用 Ｓｗ ｖ 软件进 行 Ｐ 仿 真 ＷＣ １ａ ｅ Ｉ 分析 ，所有 电源 网络走 线 上都没有 发 现高谐 振频率 点 。 但 一８ ４ Ｖ电源 在插 座入 口处 的 ｚ阻抗值 却大 大超 过单 板
额 定 工 作 目标 阻 抗 。
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从测试结 果来看 ，基本满 足 了 Ｃ Ａ Ｓ Ｂ指标要求 ， Ｌ Ｓ 可见可 以通 过改板 Ｐ Ｂ 解决整机传 导干扰 问题 。具 ＷＣ 来
体 的 改 板 方 案 为 ：共 地 ，增 加 ３ 电 容 、３ 电感 。 个 个
根据 以往经 验 ，抑制干扰 的三大 方法是接地 、屏 蔽
和 滤 波 。在 测 试 现 场 ，分 别 采 用 了接 地 和滤 波 方 案 。 首
Ｐ Ｂ设 计 的 目 的 就 是 减 小 Ｐ Ｂ对 其 他 电 路 的 干 扰 和 Ｃ Ｃ 对 外 界 干 扰 的 敏 感 性 ， 以 及 减 小 Ｐ Ｂ电 路 之 间 的 互 Ｃ 相 影 响 … 。
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有 效 阻 止 外 界 的 电 磁 干 扰 经 电 源 线 进 入 设 备 ，又 能 阻
器件 ，其次再 从耦 合途径 和被 害设备 方 面考虑 。
（ 传 导 干 扰 耦 合 途 径 主 要 是 通 过 导 线 与 公 共 地 阻 ２ ） 抗 或 公 共 电 源 阻 抗 进 行 传 输 。较 好 的 解 决 方 案 就 是 将
图 １ 整机 传 导发 射 测试 结果
样 机 中 ４０ ｋ ｚ ０ Ｈ 频率 范围主要 的工作器件位 于系统
内的 电源 监 控 板 Ｐ Ｂ上 ，所 以初 步 将 问 题 定 位 于 电源 ＷＣ
１ 故 障现象
某 宽 带 无 线 接 人 系 统 基 站 室 外 单 元 样 机 在 国 家 可 靠 性 试 验 中 心 ＥＭＣ实 验 室 做 传 导 发 射 测 试 时 ，一 直 存 在 ４ ０ｋ ０ Ｈｚ以 下频 率 点 指 标 偏 低 ，对 于 Ｃ ＡＳ Ｌ Ｓ Ｂ的 要 求 没 有 裕 量 的 现 象 ，测 试 结 果 如 图 １ 所 示 。 测试环 境参 照标准为 ：Ｇ ９ ５ （ ８ ） Ｂ ２４１ ８。 ９
（Ｔ ｏｐｒｔ ｎ ｉ ｌＲ Ｚ ＥＣ ｒｏａ ｏ Ｘ ｌ ＆ＤＣ ｎｅ ，ｉａ ７ ０ ６ ， ｈ ａ ｉ ａ ｅｔ Ｘ ｌ １０ ５Ｃ ｉ ） ｒ ｌ ｎ
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２． 电源 完 整 性 分 析 １
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图 ３ 共地 后 的 传 导发 射 测试 结 果
可以看出，指标虽然有所改善 ，但还是不理想 ，部分
频 点 的 裕量 仍 然 不够 。再 次采 取 滤 波 策 略 ，在 一４Ｖ电 源 ８ 线 上增 加 了输 入 输 出 电容 后 ，得 到测 试 结 果 如 图 ４ 示 。 所
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图２ Ｐ ＷＣＢ单 板传 导 发射 测 试结 果
图 ５ 增 加 电 感后 的传 导 发 射 测试 结 果
１２ 现 场 改善 措 施 ．
从单板 Ｐ Ｂ的布局 和布线方面进行 分析考虑 ，希望 通过 Ｃ 优化 Ｐ Ｂ布局布线来 降低印制板 电路 Ｅ Ｉ Ｃ Ｍ 问题。具体做 法 为电源部分 重新布局 布线 ，芯 片的电源布线加 粗 ，单
板 ２ 表 层 的 走 线 加 粗 ， 以 达 到 改 善 干 扰 指 标 的 目标 。 个 本 测试 板 中主 要 的 电 源信 号 有 一 ８Ｖ １ ４ 、＋ ２Ｖ、＋ 、 ５Ｖ
５ｋ ０ ３￣ｌ （ｋ ５Ｘ ｌ＾ １ Ｍ ２ Ｍ ３ ４Ｍ ５ ７Ｍ ｌ Ｍ Ｍ
＋－ ｖ ３３ ，地信号有 Ｇ Ｄ Ｎ Ａ和 ４ Ｖ Ｎ 。第 ２ 、７ ８Ｇ Ｄ 、５ 层都是
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个 产 品在转 产 阶段 都会做 许 多可 靠 性测 试 ，例
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如 浪 涌 抗 扰 、静 电 抗 扰 、 电 快 速 瞬 变 脉 冲 群 抗 扰 、 传
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完整 的 Ｇ Ｄ Ｎ Ａ平面 ；＋ ５Ｖ，＋ ． Ｖ位 于第 ４ 。其余 电 ３３ 层 源 、地 信号用 铜线在信 号层上 连接 ，一 ８Ｖ的连线在 表 ４
层 和两 个 ＳＧ层 之 间 来 回穿 梭 。 另 外 一 ８Ｖ Ｇ Ｄ是 走 线 Ｉ ４ Ｎ 连 接而 不是 一 ８ ４ Ｖ的 耦 合 平 面 ，这 样 走 线 难 免 会 将 噪 声 引入 电源 信 号 中 。
解决 Ｅ ＭＣ问 题 要 从 它 的 三 要 素 着 手 ：干 扰 源 、 耦 合 途 径 和被 干扰设 备 。
（） 决 干扰 源 问题 是 最有 效且 廉 价 的方 法 。 因此 １ 解 要解 决 传 导干 扰 最好 的 方法 是 选用 开 关 噪声 小 的 电源
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导 抗扰 、传导 发 射 、辐 射抗 扰 、辐 射发 射等 ，这 些 对 产 品 的电磁兼 容测 试都 要 求结 果能 够达 标并 且 留有 足
够 的裕 量 。 解决 Ｅ ＭＣ 问 题 可 以 通 过 多 种 手 段 ， 但 是 最 根 本
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的解 决 方法 是 从 设 计 上 减 小 Ｅ 隐 患 。 而 设 计 好 ＭＩ Ｐ Ｂ对 于 保 证 设 备 的 Ｅ Ｃ ＭＣ性 能 具 有 重 要 的 意 义 。
从测试结 果看 ，增加 电容后 ，背景噪声较 仅采用共 地 方 案有 了 明显 改善 ，各频 点 噪声 幅度 也有 了非 常 明 显的下降 ，但在 ４ ０ Ｈ 附近起到 的作用 还是非 常有限 。 ０ ｚ 于是再次增加滤 波 ，增加输 入电感后 ，整个 频点范 围内 的噪 声 幅度 进 一步 改善 ，如 图 ５ 所示 。
中图分类 号 ： Ｎ １ Ｔ ４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
Ｔｈ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ｅｓ ｌ ｔｏ ｆＰＣＢ ｉ ｌ ． ａ ｄ ｃ ｎｄ ｔｄ ｓ ｕ ｂａ ｅｅ ｅ ｄ ｓａ ｄ ｄ ｓｎｇ ｅ－ － ｂｏ ｒ ｏ ｕｃ ｉｔ ｒ ｎｃ ｘｃ ｅ ｔ ｎ ａ ｒ
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监控 板 ，并 对 电源监控 板单独 做 了测试 。
１１ 电源 监 控板 传 导 发 射 ．
在 与样 机相 同 的测 试 环境 下 ，针 对样机故 障现象 单独对 电源监 控板 Ｐ Ｂ的 ４ ＷＣ ８ ｖ电缆 进行传 导发射 测 试 ，测试结 果如图 ２ 所示 ，可见单 板传导干扰超标 ，需 要采 取 相应 措 施 提 高指 标 。
先 ，将 单板 电源进 行共地 ，共 地后 的测试结果 如图 ３ 所
刁 。
功翠 ， Ｂ ｄ
２ 故 障原 因分 析
虽 然 通 过 以 上 经 验 方 法 ， 现 场 采 取 措 施 使 得 传 导
干 扰指 标 得 到改 善 ，但 问题 的原 因并 没有 得 到准 确定
位 ，Ｅ Ｃ隐 患 随 时会 在 其 他 环 境 恶 劣 时 发 生 。所 以 试 着 Ｍ
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以仿 真结 果 看 出 ，在 ４ ０ｋ ｚ 点左 右 有 高 达 ８ ０ Ｈ 频 ０ｎ 的 平 面 阻 抗 ，另 外 在 １ｋ ｚ 率 附 近 也 有 高 达 ３ ０ ｎ的 Ｈ 频 ０
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Ｐ Ｂ单板传导ห้องสมุดไป่ตู้扰超标 问题 的解 决 Ｃ
王 阿 明
（ 中兴通讯股份有限公 司，陕西 西安 ７ ０ ６） １０５
摘 要 ：通过 经验 方 法和 电源 完整 性 分析 相 结合 ，寻找 并判 断 出可 能造 成 某单板传 导 干扰 的故 障 点 ，同时通 过 仿 真 结果 提 出改进 措 施 ，最 终 解 决 了现 有 故 障和 隐患 。 关 键 词 ：传 导 干扰 ；电源 完 整性 ； 电磁 兼 容 ；平 面 阻抗
２ ２ 传 导 干 扰 理 论 分 析 。
５０ ｋ ０
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图 ４ 增加 电容 后 的传 导 发 射 测试 结 果