想要成功解決電磁干擾(EMI)/電磁相容(EMC)問題並非易事。它需要時間、策略,需要保持冷靜的思考,有時還需要憑藉來自經驗的特殊「第六感」去判斷,因為在某些情況下,你所遇到的問題甚至與待測裝置(equipment under test,EUT)無關。

以下我舉兩個異常「問題」的實例來解釋以上陳述。在對不是由EUT引起的輻射放射進行故障診斷時,我發現了兩個異常問題。一個問題是在我的實驗室中發現的,另一個問題則出現在離我大學很近的一家小公司中。

有天在實驗室,我試圖解決某台設備的輻射放射(radiated emission)問題。通常,我會從有遮罩室(shielded chamber)的實驗室中獲取某些發射結果,但只能作為參考資料,因為我並沒有暗室。然後,我試圖找到實驗室中有問題的頻率,確定背景雜訊(background noise),然後在EUT工作時對其進行除錯(debugging)。

在圖1(左)中,可以看到待測物(DUT)被測量前的背景雜訊情況。從位於88~108MHz的FM調頻廣播發射機的發射可以明確確定。該測量結果在螢幕中保存為參考值。

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圖1 左圖顯示背景雜訊,右圖顯示輻射放射(紅色)和背景雜訊(藍色),但右圖在135M~235MH範圍內背景雜訊較高。這是為什麼呢?



然後,我們測量了EUT的輻射放射,如圖1右所示。我們發現了來自數位時脈的輻射放射,同時發現了在135M~235MHz頻率範圍內還有其他寬頻發射。我們試圖在待測物中找到這些輻射放射,但始終未能成功找到。請注意從圖1(左)中顯示的藍色跡線看,並沒有看到如圖1(右)圖中所顯示的較高的背景雜訊。

更複雜的是,我們發現該處並不是一直有輻射放射,如圖2所示。

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圖2 較高的背景雜訊掩蓋了一些來自EUT的輻射放射。



我們試圖找到EUT印刷電路板(PCB)附近的「間歇性」輻射放射,卻始終未果。到底是哪裡出錯了呢?

後來,我注意到焊台(如圖3所示)有時會因焊接需要進行開啟或關閉。

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圖3 實驗室的儀器包括焊台等。



圖4顯示了兩種情況下測得的背景雜訊,可以看到兩者之間的差別。

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圖4 開啟及關閉焊台時的背景雜訊(EUT關閉)。



我們發現原來是這台「無辜」的焊台惹的禍,弄得我們暈頭轉向,曾一度妨礙我們作出問題診斷。看來電磁干擾真的是很強大,不可小覷!

第二個例子與第一個類似。當時我們正在離實驗室不遠的一家公司用功率電子轉換(power electronics converter)測試一個系統。

當我們在3m處測量輻射放射時,我們注意到在低頻區域有大量輻射放射,如圖5所示。圖5顯示待測物的背景雜訊(黃色)和輻射放射(紫色)。

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圖5 顯示待測物的背景雜訊(黃色)和輻射放射(紫色)。



利用近場探頭(near-field probe)我們發現輻射訊號並非來自EUT。似乎雜訊並非是背景雜訊(螢幕上終止的黃色跡線)。是哪裡出了錯?

憑著對焊台的瞭解和自身經驗,我開始環顧四周,試圖尋找影響訊號的因素。突然,我發現與一組近場探頭搭配使用的可攜式頻譜分析儀正在充電,如圖6所示。

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圖6 可攜式頻譜儀透過充電器連接到AC電源。



我把充電器拔下來。輻射放射立即從儀器螢幕上消失(如圖7所示)。

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圖7 拔下射頻分析儀充電器後,背景放射降低。



這兩個經驗證明,在實驗室進行輻射或傳導發射的故障診斷時必須小心謹慎、思慮周全。在故障診斷過程中注意查看工具;查看並確保在您所測的頻段內沒有受到充電器、焊台、燈具等設備輻射放射的影響,不斷檢查背景雜訊,一定要反覆仔細查看。

請記住,這類問題也會出現在遮罩室中。在針對發射問題除錯時,請查看室內是否有焊台或充電器等設備正在運作。