电缆导致RE超标原因分析

辐射发射测试定位过程中有这样一条经验：在首次测试不能通过后， 拔掉所有的电缆继续测试，如果在不带电缆的条件下， 干扰有很大下降的话， 测试人员就需要从电缆入手分析辐射超标的原因。

 电缆辐射的原因

电缆的辐射起决定作用的是共模辐射。 一个典型的电缆可以看作是单极驱动的天线， 其辐射场可以通过简单模型计算出来：

1） 电缆长度 l 超过 1/4 工作波长时候【即：l（m）≥75/f(MHz)】 ， 且

2） 电缆距离地面的高度超过约 0.1 工作波长，【即 h（m）≥30/f(MHz)】

那么这时候，可以通过下面公式计算：

式中， Icm 为共模电流（mA），D 为到接受天线的距离（m）。

共模干扰的来源可以分为两部分。一是电缆上的差模信号转换过来的信号，二是系统内共模干扰源直接耦合到电缆上的共模信号。在测试中关于电缆问题出现较多的原因包括：

电缆连接器与机壳搭接不良。

连接器作为一种透穿设备壳体的器件，如果和机壳搭接不良，就会把系统内部的干扰从机壳内部带出来， 通过电缆辐射出去。 由于趋服效应， PCB 上的干扰源在机壳内表面上感应出象波涛一样强烈的噪声干扰电流/电压， 只要机壳上面的缝隙不大于波长的 1/20, 我们认为这些干扰只存在机壳的内表面上。 如下图所示， 如果连接器和机壳搭接不良， 在连接器的表面和机壳的内表面之间必定存在着较大的分布电容（因为距离很小） ， 机壳内表面上的干扰很容易耦合到连接器上，通过连接器传导出机壳，在电缆上造成对外辐射。

很多电源设计工程师认为， 在连接器设计的时候， 连接器的外壳已经通过接地管脚很好的接到 PCB 上的大地了， 所以连接器不必再和机壳相连。 其实， 屏蔽连接器与机壳相连的主要目的并不仅仅是简单的金属搭接， 而是为了使得机箱组成一个连续的屏蔽体。 可以说屏蔽电缆的屏蔽层是屏蔽机壳的外延。

内部干扰通过连接器传出壳体示意图

当连接器与机壳的内表面搭接良好的时候， 连接器与机壳组成了一个连续的屏蔽体，可以认为机壳上的干扰只存在屏蔽体的内表面上， 传出机壳的连接器上不存在干扰， 就不会造成线缆辐射。

连接器搭接良好内部干扰示意图

线缆插头外壳与电缆屏蔽层搭接不良。

因为这种原因导致辐射发射超标， 需要将电缆插头剥开， 加以确认。 电缆屏蔽层必须和接头外壳进行 360 度搭接，而常见的错误搭接情况是，或者电缆设计者没有搭接的意识，要么仅仅部分搭接。必须承认的是，尤其是对于 DB 接头，搭接确实存在一定的技术问题。目前我们靠的是用铜箔胶带缠绕加焊接的方式进行搭接， 很容易出现搭接不良的现象。 不良的搭接意味着在接头屏蔽壳和电缆屏蔽层组成的屏蔽体上开了一个洞， 使得本来存在于导体内表面的干扰泄漏到外表面，造成对外辐射。

对屏蔽层应该双端接地的电缆的不正确处理

这种电缆包括多芯 E1 线，用户线等。 测试时候要保证远端的接头处屏蔽层良好接地，并且将远端的接头放置于暗室转台的下方， 防止内部芯线上的干扰对外辐射。 因为无论屏蔽电缆多长， 内部的芯线总要从屏蔽层里面伸出来， 这时候屏蔽层就有了缺口， 内部的干扰就会从这个缺口泄漏出来对外辐射。

理论上讲， 低于100KHz～1MHz 的信号， 为了避免地环路干扰， 屏蔽线采用单端接地；而更高频率的信号， 当线缆铺设长度可以和信号波长相比拟时， 为了避免驻波效应， 对屏蔽线采取多点接地方式。 对于一根宽带信号电缆， 如果既传送低频信号又传送高频信号， 那么为了兼顾不同频率的接地方式， 就要采用混和接地。 其实， 对于低频信号其本身对外的辐射就比较低， 甚至可以不用采用屏蔽电缆。 采用屏蔽电缆的目的就是为了遏制高频的对外干扰， 应该采用多点接地。 要注意采用多点接地会带来地环路问题， 尽管在实验室环境中这个问题并不一定能够显现出来。