智能服务机器人EMC整改学习笔记

其实80%以上的EMC问题可以在设计阶段用很小的代价规避掉真正到了实验室贴铜箔、套磁环的时候不仅费时费力还往往以牺牲产品性能和外观为代价。机器人要测什么智能服务机器人属于信息技术设备或家用电器类核心测试项目分为两大类EMI发射我不干扰别人试验名称核心参数备注传导骚扰CE150kHz~30MHz测试通过电源线向外跑的骚扰辐射骚扰RE30MHz~1GHz测试通过空间向外辐射的骚扰EMS抗扰度我不干扰别人试验名称核心参数备注静电放电ESD接触放电±4kV 空气放电±8kV考验机器人的“皮实”程度辐射抗扰度RS80MHz~1GHz 3V/m考验机器人在电台、对讲机旁边的生存能力电快速瞬变脉冲群EFT电源线±1kV考验机器人对电网中抵抗各种开关噪声的能力此外还有浪涌、电压跌落、传导抗扰度等试验。机器人的EMC雷区伺服舵机/电机有刷电机转动时的电火花是一个超宽带干扰源直接影响30M-300MHz的辐射发射。设计预留电机正负极之间、正负极对金属外壳各并联一个0.1uF电容104正负极引线上各串联10uH-30uH的贴片电感。摄像头排线与时钟摄像头的MCLK/PCLK时钟线是窄带高频辐射超标的罪魁祸首常表现为某个单支或倍频点冒尖。设计预留时钟线靠近源端串磁珠、对地并电容几十pF排线必须做屏蔽处理两端360度接地差分时钟预留共模电感位置。DC/DC电源模块开关管的振铃、二极管的恢复尖峰会通过电源线传导出去也会耦合到附近线缆上辐射出去。设计预留输入输出脚预留π型滤波磁珠两端电容二极管脚预留串磁珠位置。整改三板斧屏蔽、滤波、接地屏蔽堵铜箔/铝箔贴在晶振、变压器上方注意必须接地否则成了悬浮天线更糟糕。导电泡棉/簧片机箱上下盖接缝、连接器缝隙必须用导电材料填满保证电气连续性。排线屏蔽摄像头FPC排线、屏线用导电布包裹后屏蔽层与连接器金属壳360度环接。严禁甩一根细导线接地俗称“猪尾巴”效应。滤波消电源端口直流输入处一个大电容10uF并一个小电容0.01uF。时钟/高速信号源端串联几十欧电阻或磁珠对地并联几十pF电容让波形稍微变缓一点能大幅降低高频谐波。去耦电容每个IC电源脚旁边必须有一颗0.1uF电容距离越近越好。接地导分地数字地和模拟地严格分开只在电源入口单点汇合。加粗地线和电源线尽量宽减小阻抗。多点接地高频电路不要搞单点接地要用完整的地平面就近接地。部分测试项目对策静电放电ESD——机器人死机、花屏、重启除了电路上加TVS管结构上的“躲”和“疏”最有效。躲PCB上的复位脚、中断脚等敏感走线离机箱开口、接缝远一点20mm。疏金属外壳、连接器金属壳用粗短线直连大地。刷软件液晶屏增加定时刷新机制。就算硬件被打花屏软件能瞬间恢复画面这在测试中依然判为B级合格。辐射抗扰度RS——传感器失灵、误动作做试验时遇到不过先拔线。拔掉所有外设线缆只留电源如果通过则线缆是天线。线缆上套磁环绕2-3圈或换成屏蔽线两端接地。拔了线还不过——机箱泄漏。检查缝隙超过1/20波长的缝必须加簧片塑料壳检查内部喷漆导电性。电快速瞬变脉冲群EFT——工业环境必挂项EFT是共模干扰考验的是共模电流回流路径。电源口加共模电感。I/O信号口长距离信号线加磁环、加TVS管。PCB层面高速信号的回流地平面必须完整不要有跨分割槽的走线。总结画板时多花1分钟给晶振预留个电容位置比以后在暗室里贴半小时铜箔要优雅得多。结构设计时多考虑一条接地路径比以后在机箱上绕满铜胶带要省钱得多。EMC整改不是在实验室里变魔术而是把本该在研发阶段做完的功课补上而已。