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外壳从金属变成塑料 JVC建伍测试噪声对策工具的效果

2016/1/27 9:10:24 来源:日经技术在线 关键词:聚风塑料网

JVC建伍在NEC、NEC信息系统于2016年1月20日举办的“印刷基板噪声对策研讨会”上,介绍了海外使用的小型无线通信终端“PKT-23”的EMI对策。

登台发表演讲的是JVC建伍的藤井利一(无线系统事业统括部技术开发推进部技术推进团队主任)。PKT-23是使用UUF频带的无线通信终端,多在酒店和工厂等场所,应用于员工之间的相互连络等用途。为了能够挂在脖子上使用,实现了小型轻量化。为此,“在本公司的无线通信终端大多使用铝压铸外壳的情况下,PKT-23采用了塑料外壳,而且只使用一枚屏蔽板”(藤井)。

藤井利一发表演讲。《日经电子》摄影。

但这种结构非常不利于EMI对策。试制品在3.6GHz的频率下,发出了超标9.4dB的噪声。为了降低噪声,该公司使用了3种工具。分别为 NEC信息系统开发的对印刷基板实施EMI检查的工具“DEMITASNX”、NEC工程的磁场强度分布测量扫描仪“4EM500”和美国是德科技(Keysight Technologies)的2.5维电磁场分析工具“ADS Momentum”。

DEMITASNX和4EM500用来分析EMI噪声的发生情况和研究对策。在按照加入对策的设计更改CAD数据后,再使用ADS Momentum判断对策是否有效。

确认问题部位

本次测试首先使用频谱分析仪,断定PKT-23印刷基板上搭载的RF IC的电源引脚和发送引脚发出了噪声。然后使用DEMITASNX,调查该引脚所在的NET可能影响的范围。也就是检查与该NET并行长度为5mm以上的印刷基板图案。藤井表示,5mm是DEMITASNX的默认值,也是自己的经验。检查的结果显示,与对象NET并行的部位较多,影响分布的范围广泛。

接下来使用4EM500调查印刷基板附近的磁场分布。4EM500会随磁场强度变色,能标示出发生问题的NET所在的部位。比如说,电源引脚附近和发送引脚附近的磁场强度非常大,通过确认可以发现,在与这些引脚存在电连接的部位,磁场强度也比较大。磁场强度大的部位,与使用DEMITASNX发现的并行长度为5mm以上的图案的所在部位一致。

检查对策的有效性

在这次测试中,“现场的专家研究了多种对策”(藤井)。对策可以分成通用对策(以下称:对策1)、设计的固有对策(以下称:对策2)。该公司实际检测对策1和对策2的效果,通过ADS Momentum进行了确认。对策1的实测降噪效果为15dB,ADS Momentum分析的结果为13dB。“实测与分析工具的数值接近,感觉相当不错”(藤井)。

另一方面,对策2的实测降噪效果比对策1又降低了4dB,但ADS Momentum的分析结果反而升高了1.5dB。实测与分析工具的结果正好相反。对于这种现象,藤井列举的原因是没有选择正确的分析对象 NET、存在没有建模的结构(这次为通孔)。从技术上来说,通过增加分析NET和建模的结构,或是提高模型的精度,可以提高分析精度。但工时和处理时间会相应增加。需要根据分析的目的作出权衡。

在演讲的最后,藤井总结了对这次所使用的3种工具的评价。藤井表示,DEMITASNX有助于抽取应当采取对策的NET,4EM500有助于找出对策部位。而对于ADS Momentum则给出了几个方面的评价:(1)使用的模型非常简单,完全可以用来判断对策方案是否可行;(2)与在电波暗室中进行测定相比,得出结果的速度快得多;(3)通过进行建模,提高了EMI和EMC的技能。除此之外,藤井还列举了整体效果,比如说,因为能够以图形化显示,所以讨论变得方便,而且容易说服其他部门等。

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