连接器通常是EMI问题

在减少EMI问题时，大多数同轴电缆表现相同。它们都是普通电流的良好天线，可以辐射并通过FCC认证类型测试。电缆不是EMC测试失败的主要来源，通常是连接器。

如果有任何净电流或常见电流一根电缆，通过整个电缆和地板之间的杂散边缘区域返回到底盘，它会辐射。在最敏感的FCC第15部分测试条件下 - 对于88 MHz及以下 - 在B类测试中，距离产品3 m处的最大可接受远场为100μV/m。这是一个值得记住的重要数字。

这意味着如果产品距离产品3m处的场大于100μV/m，则为88在FCC测试的120 kHz带宽内，该产品将无法通过EMC认证，并且不允许在美国销售。其他国家/地区具有类似的认证要求。

当辐射源来自外部电缆（例如连接到外围设备的外部电缆）上的常见电流时，使用“更好”的电缆通常对辐射发射没有任何影响。那是因为公共电流在电缆屏蔽层上流动。值得注意的是，在1米长的电缆屏蔽层上只需要3μA的公共电流，导致FCC B级故障。这是另一个值得记住的非常重要的数字，它是一个很小的电流。

导致EMC故障的这些常见电流的最重要驱动电压在将电缆连接到机箱的连接器中接地反弹。接地反弹是由于流过返回路径的总电感的变化电流而在返回路径的两个区域之间产生的电压。返回路径的总电感与每安培流过导体的导体周围的总线数有关。

当dI时/dt的返回电流流过连接器的总电感，它产生一个电压，机箱和电缆屏蔽层之间的电压驱动电缆上的公共电流，从而导致EMC故障。

同轴电缆没有接地反弹，因为没有外部电缆它周围的磁场。信号电流产生外部磁场，该外部磁场由在一个方向上循环的场线的圆环组成。如果关于信号路径对称，则返回电流在电缆周围产生相同的磁场环，但是以相反的方向循环。这两组磁场线完全抵消并且没有外部磁场。

但是假设在连接器处，返回电流并不完美关于信号电流对称。也许有辫子，也许蛤壳没有很好地金属化，或者连接器只能在一个或两个点与底盘接触。任何不对称都意味着来自信号电流和返回电流的磁场线不会完全抵消。将会有一些净磁场线，这将导致返回路径的总电感。

在典型的50Ω同轴电缆中， 1V信号，上升时间为1ns，信号和返回电流约为1 V/50Ω= 20 mA。即使不对称性很小，只能在连接器的返回路径周围产生0.1 nH的总电感，产生的接地反弹电压也是：

如果通过所有这些边缘场线返回的公共电流阻抗大约为200Ω，这个2 mV的接地反弹电压将会驱动 I = 2 mV/200Ω=10μA。这是很多还是一点？

请记住，EMC认证测试失败只需要3μA的通用电流。电缆屏蔽层中的接地反弹驱动电流将导致EMC故障。

难道通过EMC认证测试通常是一个挑战吗？如果您认识一位帮助您通过认证测试的EMC工程师，请让该工程师前往午餐并表示感谢！

Eric Bogatin是一位信号完整性传播者Teledyne LeCroy和Teledyne LeCroy信号完整性学院院长

审核编辑 黄宇