两个EMC抗干扰的经典案例

一前言

从辐射角度总结来说，形成天线效应的可能有三种情况；从辐射抗干扰角度来说，单极子天线和环形天线需要重点寻找及关注，定向的找到这些等效天线或许就能解决问题。

下面以两篇案例介绍。

二手持抗干扰测试

在手持抗干扰测试中发现摄像头出现了卡死现象。

现如今的摄像头多是单端同轴信号线，相对于之前的差分信号传输，无论是从抗干扰角度还是辐射角度，都增加了挑战。在一次手持天线抗干扰实验中，频率为1.2GHz左右时，在如下位置发现有个摄像头出现了卡死。

当实验的测试点位于连接器处时，反而没有这个问题，说明通过线束辐射干扰摄像头传输的概率很小，大概率是通过板内的其他天线信号引入，干扰了摄像头信号。

首先检查了该处有无可能的天线，发现当时为了debug方便，将MCU的UART串口线通过该塑料外壳引了出来，如下图所示：

为了验证猜想，我们将该UART串口线束拔除了，重新测试了多次，发现没有出现摄像头卡死现象；再将UART串口线束接上，再重新测试几次，发现每次都会出现卡死现象。可以确认干扰信号通过该串口线束引入产品，干扰了摄像头信号。

三R1辐射抗干扰测试

在做RI辐射抗干扰测试中，在200MHz-1GHz时，包括400MHz,800MHz，250MHz等多个频点出现了USB断连现象。因为1GHz以下是针对线束进行实验的，我们首先怀疑干扰信号通过该USB线束进入，干扰了USB信号。

当时为了提高验证速度，首先从软件角度来改善该问题，我们通过增强USB驱动增益和提升断联阈值，发现有的频点可以通过，但是有的频点无法通过实验，没有找到问题的症结所在。

但是在实验中发现一个有趣的现象，金属U盘稳定不过，塑料U盘有时候能过，有时候过不了。相对塑料U盘，金属U盘的屏蔽性应该更好才对，于是我们用万用表测量了信号GND和外壳的导通性，奇怪的是，金属U盘的外壳跟信号GND不通，塑料U盘的外壳跟信号GND反而是通的。

这一点完全颠覆了以前的想法，查阅了相关资料发现金属U盘的外壳跟信号GND不连接主要是考虑当人手带静电时，静电的信号会从外壳导入干扰到信号GND，进而引起USB通信异常；而塑料U盘，因为是塑料外壳，存在一定的爬电距离，能够抵抗一定的静电干扰。

而我们的USB2.0线束通常是屏蔽层并没有跟信号GND相连，而USB3.0的线束通常是屏蔽层跟信号GND相连。鉴于此，如果用USB2.0线束接金属U盘，由于金属U盘外壳不跟信号GND相连，那么对于此时的USB屏蔽线束而言，就是单端接地，牺牲了屏蔽效能，但是能够阻挡静电干扰；如果接塑料U盘，那就是。两端接地，屏蔽效能更加好。基于以上分析，可以解释为什么塑料U盘的测试结果会更加好了。而USB3.0由于速率更高，对于屏蔽效能的要求更加好，而且USB信号通常也会增加ESD管，综合考虑，都是两端接地。

解释了塑料U盘跟金属U盘的差异，虽然说明了为什么塑料U盘效果更加好，但是仍然没有解决问题。但是从塑料U盘跟金属U盘的差异结果，我们推断问题应该是出在线束的屏蔽效能上，联想到之前关于屏蔽层猪尾巴的问题，将屏蔽线束拨开，发现真的出现了猪尾巴效应。

猪尾巴效应，从天线角度可以理解为，USB信号在传输时，虽然是单端接地，但是由于USB 的信号频率可以达到240MHz,也可以通过容性耦合通过屏蔽层形成环路，如果外壳跟屏蔽层的接触阻抗较高，那么会形成共模干扰，其实也就是环路面积增大，即环形天线的面积增加，会更加耦合干扰；从抗干扰角度来说，干扰信号通过屏蔽层泄放干扰时，由于阻抗较高，形成电压差，屏蔽层也会形成单极子天线，形成二次干扰，干扰USB信号传输。

鉴于此，我们用铜箔将屏蔽层跟type A接口360°环接。

再次复测实验，发现不论是用金属U盘还是塑料U盘，都可以稳定通过实验。