手機電磁兼容測試常見(jiàn)問(wèn)題及改進(jìn)建議

1、靜電放電抗擾度試驗

1.1靜電放電抗擾度試驗常見(jiàn)問(wèn)題

靜電放電抗擾度測試中出現的問(wèn)題主要表現在以下幾個(gè)方面。

(1)手機通話(huà)中斷。

(2)靜電放電導致手機部分功能失效，但靜電放電過(guò)程結束后或者重新啟動(dòng)手機之后失效的功能可以恢復。這些現象可能為：屏幕顯示異常，如屏幕顯示呈白色、出現條紋、顯示出現亂碼、顯示模糊等等;通話(huà)效果出現問(wèn)題，如嘯叫聲或者聲音消失;按鍵功能或者觸摸屏功能喪失;軟件出現誤告警，如在并沒(méi)有出現插拔充電器的情況下頻繁提示“充電已連接、充電器已移除”。

(3)手機自動(dòng)關(guān)機或者重新啟動(dòng)現象。這個(gè)問(wèn)題既可能發(fā)生在通話(huà)過(guò)程中，也可能發(fā)生在待機過(guò)程中。

(4)靜電放電導致手機失效或損壞。

由于部分器件損壞，手機的一些功能在重新啟動(dòng)后仍無(wú)法恢復，如攝像頭功能;自動(dòng)關(guān)機后無(wú)法再次開(kāi)機的情況;與充電器相連接的情況下進(jìn)行測試時(shí)，充電器也可能出現失效、損壞甚至爆炸等問(wèn)題。

1.2靜電放電問(wèn)題的具體分析

(1)通話(huà)中斷：造成通話(huà)中斷的主要原因是靜電放電對手機內部的射頻電路和/或基帶電路造成影響，造成了通信信噪比的下降，信號同步出現問(wèn)題，從而造成通話(huà)中斷。結構設計不合理也可能導致通話(huà)中斷。靜電放電試驗中需要使用較大面積的金屬材質(zhì)的水平耦合板，手機與水平耦合板之間僅放置一個(gè)厚度為0.5 mm的絕緣墊。當天線(xiàn)或者大面積的金屬部件距離這個(gè)水平耦合板距離過(guò)近時(shí)，可能產(chǎn)生相互耦合，導致移動(dòng)電話(huà)機實(shí)際能達到的靈敏度大大下降，進(jìn)行靜電試驗時(shí)通話(huà)更容易中斷，嚴重時(shí)即使不施加靜電干擾移動(dòng)電話(huà)機都無(wú)法保持通話(huà)。

(2)自動(dòng)關(guān)機或重啟：基帶電路的復位電路受到靜電的干擾導致手機誤關(guān)機或重啟。

(3)手機失效或損壞：靜電放電過(guò)程中高電壓和高電流導致器件的熱失效或者絕緣擊穿。也可能受到靜電放電過(guò)程中的強電磁場(chǎng)影響導致器件暫時(shí)失效。

(4)軟件故障：靜電干擾信號被當作有用信號被處理，導致操作系統誤響應。

1.3靜電放電問(wèn)題的改進(jìn)建議

(1)在設計方案上考慮靜電放電問(wèn)題

盡量選擇靜電敏感度等級高的器件;器件與靜電源隔離;減少回路面積(面積越大，所包含的場(chǎng)流量越大，其感應電流越大)。具體的措施可能包括：走線(xiàn)越短越好;電源與地越接近越好;存在多組電源和地時(shí)，以格子方式連接;太長(cháng)的信號線(xiàn)或電源線(xiàn)必須與地線(xiàn)交錯布置;信號線(xiàn)越靠近地線(xiàn)越好;所有的組件越近越好;同一特性器件越近越好;接地平面設計：盡量在PCB上使用完整的地平面;PCB接地面積越大越好;不要有大的缺口;PCB的接地線(xiàn)需要低阻抗且要有良好的隔離;電源、地布局在板中間比在四周好;在電源和地之間放置高頻旁路電容;保護靜電敏感的元器件。

(2)出現靜電問(wèn)題后的整改建議針對上述靜電放電問(wèn)題，需要采取以下步驟進(jìn)行整改。

a)嘗試直接放電和間接放電、空氣放電和接觸放電，確認耦合路徑;

b)從不同方向放電，觀(guān)察現象有何不同，確定所有的放電點(diǎn)和放電路徑;

c)從低到高，在不同電壓下進(jìn)行試驗，確定手機在哪個(gè)電壓范圍內出現不合格現象;

d)多試驗幾臺樣機，分析共性，確認失效原因;

e)根據耦合路徑、不合格現象、放電路徑，判斷相關(guān)的敏感器件;

f)針對敏感器件制訂解決方案;

g)通過(guò)試驗驗證、修正解決方案。整改中具體可采用以下措施。對于機殼縫隙、按鍵、FPCB的問(wèn)題可用介質(zhì)隔離的方式來(lái)處理;對于攝像頭、麥克風(fēng)、聽(tīng)筒等問(wèn)題可以通過(guò)介質(zhì)隔離、加強接地等方式來(lái)處理;具有屏蔽殼的芯片可以通過(guò)加強屏蔽效果、屏蔽殼加強接地的方式來(lái)處理;對于接口電路、關(guān)鍵芯片的引腳，要通過(guò)使用保護器件(如TVS管，ESD防護器件)來(lái)加以保護;·對于軟件的故障，可以通過(guò)增加一些邏輯判斷來(lái)正確檢測和處理告警信息的方式來(lái)改善。

2、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

2.1電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗概述

電快速瞬變脈沖群產(chǎn)生的原理如下：當電感性負載(如繼電器、接觸器等)在斷開(kāi)時(shí)，由于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，在斷開(kāi)處產(chǎn)生的瞬態(tài)騷擾。當電感性負載多次重復開(kāi)關(guān)，則脈沖群又會(huì )以相應的時(shí)間間隙多次重復出現。這種瞬態(tài)騷擾能量較小，一般不會(huì )引起設備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會(huì )對移動(dòng)電話(huà)機的可靠工作產(chǎn)生影響。該試驗是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到移動(dòng)電話(huà)機的電源端口的試驗。試驗脈沖的特點(diǎn)是：瞬變脈沖上升時(shí)間短、重復出現、能量低。該試驗的目的就是為了檢驗手機在遭受這類(lèi)暫態(tài)騷擾影響時(shí)的性能。一般認為電快速瞬變脈沖群之所以會(huì )造成手機的誤動(dòng)作，是因為脈沖群對線(xiàn)路中半導體結電容充電，當結電容上的能量累積到一定程度，便會(huì )引起手機的誤操作。具體表現為在測試過(guò)程中移動(dòng)電話(huà)機通信中斷、死機、軟件告警、控制及存儲功能喪失等。

2.2電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗常見(jiàn)問(wèn)題分析

電快速瞬變脈沖波形通過(guò)充電器直接傳導進(jìn)手機，導致主板電路上有過(guò)大的噪聲電壓。當單獨對火線(xiàn)或零線(xiàn)注入時(shí)，盡管是采取的對地的共模方式注入，但在火線(xiàn)和零線(xiàn)之間存在差模干擾，這種差模電壓會(huì )出現在充電器的直流輸出端。當同時(shí)對火線(xiàn)和零線(xiàn)注入時(shí)，存在著(zhù)共模干擾，但對充電器的輸出影響并不大。造成手機在測試過(guò)程中出現問(wèn)題的原因是復雜的，具體表現為以下幾方面。前期設計時(shí)未考慮電快速瞬變脈沖群抑制功能，沒(méi)有添加相關(guān)的濾波元器件，PCB設計綜合布線(xiàn)時(shí)也沒(méi)有注意線(xiàn)纜的隔離，主板接地設計也不符合規范，另外關(guān)鍵元器件的也沒(méi)有采取屏蔽保護措施等;生產(chǎn)廠(chǎng)在元器件供應商的選擇上沒(méi)有選用性能可靠的關(guān)鍵器件，導致測試過(guò)程中器件老化或者器件失效，從而容易受到電快速瞬變脈沖的干擾;在整機生產(chǎn)組裝過(guò)程中，加工工藝及組裝水平出現的問(wèn)題可能會(huì )導致產(chǎn)品一致性不好，個(gè)別送檢手機存在質(zhì)量問(wèn)題;檢測過(guò)程中由于其他測試項出現問(wèn)題導致整改，可能由于整改方案的選擇會(huì )影響到電快速瞬變脈沖群測試不合格 2.3電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗相關(guān)問(wèn)題的改進(jìn)建議

針對電快速脈沖群干擾試驗出現的問(wèn)題，主要可以采取濾波及吸收的辦法來(lái)實(shí)現對電快速瞬變脈沖的抑制。

(1)在手機設計初期就應重點(diǎn)考慮抑制電快速瞬變脈沖群干擾設計。

在PCB層電源輸入位置要做好濾波，通常采用的是大小電容組合，根據實(shí)際情況可以酌情再添加上等磁珠來(lái)濾除高頻信號，盡量采用表面封裝;盡量減小PCB的地線(xiàn)公共阻抗值;PCB布局盡量使干擾源遠離敏感電路;PCB的各類(lèi)走線(xiàn)要盡量短;減小環(huán)路面積;在綜合布線(xiàn)時(shí)要注意強弱電的布線(xiàn)隔離、信號線(xiàn)與功率線(xiàn)的隔離。綜合布線(xiàn)是系統很重要的一個(gè)設計組成部分，一個(gè)糟糕的綜合布線(xiàn)格局很可能斷送一個(gè)設計精良的PCB的穩定性;關(guān)鍵敏感芯片需要屏蔽;軟件上應正確檢測和處理告警信息，及時(shí)恢復產(chǎn)品的狀態(tài)。

(2)元器件的選擇上應使用質(zhì)量可靠的芯片，*好做過(guò)芯片級的電磁兼容仿真試驗，質(zhì)量可靠的充電器、數據線(xiàn)及電池的選用可提升對電快速瞬變脈沖信號的抑制能力;

(3)廠(chǎng)家在組裝生產(chǎn)環(huán)節中應嚴把質(zhì)量關(guān)，做好生產(chǎn)工藝流程控制，盡量保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，減少因個(gè)別手機質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的測試不合格現象;

(4)EFT測試過(guò)程中如出現問(wèn)題，可采用在充電器增加磁環(huán)或者電快速瞬變脈沖群濾波器的方法進(jìn)行整改，選用磁珠的內徑越小、外徑越大、長(cháng)度越長(cháng)越好。采用加TVS管的整改方法作用有限;

(5)根據*新GB/T 17626.4-2008標準要求，重復頻率將增加100 kHz選項，將會(huì )比5 kHz更為嚴酷，廠(chǎng)家應及早重視進(jìn)行相關(guān)的電快速瞬變脈沖群測試防護工作。

3、結論

手機的電磁兼容性能直接關(guān)系到手機的各個(gè)性能，保證手機的電磁兼容性能是保證手機質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節，因此手機的電磁兼容測試及設計不容忽視。

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