对讨论抗扰度对策时构建的评估系统进行说明。
评估电路板上连接了2根电缆。
电缆的一端连接了用于信号检测(或信号输出)的端子作为辅助器。
辅助器检测到的信号通过电缆传输至评估电路板。
评估电路板上安装了A/D转换器。
为了确认错误的发生,使用比较器对来自辅助器的信号(模拟信号,正弦波100Hz)进行了比较。
具体而言,对模拟信号+和模拟信号−的电压振幅和相位进行了比较。
比较结果显示在外部显示器上。
抗扰度试验是否发生错误的判断方法如下。
如果显示器上显示的电压波形不随时间而变化,即电压电平恒定,则认为没有发生错误(判断为OK)。
另一方面,如果随时间而变化,则认为发生了错误(判断为NG)。
传导抗扰度试验的结果是,在全部试验频率(150kHz至80MHz)均发生错误。
观察电压波形时,确认了它随着时间的推移而变动,并且与从外部注入的噪声的频率和相位联动。
接下来,对辐射抗扰度的对策事例进行说明。
使用与传导抗扰度事例介绍中相同的评估电路板。
判断是否发生错误的方法也与传导抗扰度的事例相同。
辐射抗扰度试验的结果是,在全部试验频率(80MHz至1GHz)均发生错误。
观测外部显示器上显示的电压波形时,确认了它随着时间的推移而变动,并且与从外部注入的噪声的频率联动。这种现象与进行传导抗扰度试验时相同。
我们对传导抗扰度试验时发生错误的机制进行了考察。
该机制由以下①~④构成。
①在传导抗扰度试验中,将EMI夹钳连接到电缆上,并从EMI夹钳注入规定量的噪声。
也就是说,在对将共模噪声注入电缆时的误动作状态进行评估。
②EMI夹钳注入的噪声是共模噪声。另一方面,通信信号是差模噪声。
在理想情况下,差模和共模是分别独立存在的模式,但在实际电路板中,会发生模式转换。
一般来说,模拟信号受外部噪声影响而导致误动作的情况较多。
在本事例的情况下,由于电缆等的特性阻抗不匹配等原因,通过EMI夹钳注入的共模噪声会转换为差模噪声。
③在A点,模拟信号和外部注入噪声的模式转换后信号叠加。(叠加原理)
④用比较器对信号的电压振幅和相位进行比较时,由于模式转换而产生的不需要的信号会残留下来。
有可能是电压波形因此而随时间而变化,并导致错误发生。
基于这些考察结果,我们制定的噪声对策指导方针是减少从电缆流入的共模噪声。
①通过两根电缆向EMI夹钳注入噪声(注入共模噪声)
②共模噪声转换为差模噪声
③在A点,模拟信号和注入噪声经过模式转换得到的信号叠加
④在比较器中,残留有共模噪声的模式转换后信号
同样,我们对辐射抗扰度试验时发生错误的机制也进行了考察。
大概的机制与上述传导抗扰度试验相同。
从天线辐射的试验噪声共模耦合到电缆(下图①)。
可以看出共模噪声侵入电路板内并导致发生错误(下图②、③、④)。
噪声对策也与传导抗扰度一样,将减少从电缆流入的共模噪声作为指导方针。
关于试验噪声辐射(下图①)的补充 :
试验噪声分别辐射到金属外壳、电缆和辅助器。
作为试验时的前提,评估电路板被放置在金属外壳内。因此,从天线辐射的试验噪声以共模方式耦合到电缆和辅助器。
辅助器的尺寸约为2cm,可以认为噪声的影响很小。
因此,可以看出试验噪声主要耦合到电缆。
我们按照上述噪声对策指导方针实施了噪声对策。
在本次的事例中,确认了同样的对策对于传导和辐射抗扰度均有效。
将共模扼流圈插入到评估电路板模拟信号线上的连接器附近。
共模扼流圈使用的是本公司的产品,型号 : DLW32MH101XK2。
采取噪声对策后,在传导和辐射抗扰度试验中,确认了在全部试验频率均不发生错误。
以下是选择共模扼流圈时需要考虑的要点。