解決方案：

• 手機(jī)的靜電放電抗擾度試驗(yàn)
• 手機(jī)的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)
• 手機(jī)的輻射騷擾及傳導(dǎo)騷擾性能測(cè)試

隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,，各種無(wú)線通信產(chǎn)品隨之應(yīng)用到各種領(lǐng)域中，造成電磁環(huán)境的復(fù)雜化。要確保手機(jī)在此環(huán)境中能夠正常工作且不會(huì)影響其它設(shè)備,，需要對(duì)其進(jìn)行電磁兼容性測(cè)試，來(lái)保證手機(jī)的電磁兼容性能,。本文針對(duì)手機(jī)電磁兼容測(cè)試中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題,，包括靜電放電抗擾度試驗(yàn)、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn),、輻射騷擾及傳導(dǎo)騷擾性能測(cè)試中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析,，并提出了相應(yīng)的改善手機(jī)電磁兼容性能的建議。

1 靜電放電抗擾度試驗(yàn)

1.1靜電放電抗擾度試驗(yàn)常見(jiàn)問(wèn)題
靜電放電抗擾度測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面,。

（1）手機(jī)通話中斷,。

（2）靜電放電導(dǎo)致手機(jī)部分功能失效,，但靜電放電過(guò)程結(jié)束后或者重新啟動(dòng)手機(jī)之后失效的功能可以恢復(fù)。這些現(xiàn)象可能為：

• 屏幕顯示異常,，如屏幕顯示呈白色,、出現(xiàn)條紋、顯示出現(xiàn)亂碼,、顯示模糊等等,；
• 通話效果出現(xiàn)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(xiàn)誤告警，如在并沒(méi)有出現(xiàn)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(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)或者重新啟動(dòng)現(xiàn)象。這個(gè)問(wèn)題既可能發(fā)生在通話過(guò)程中,，也可能發(fā)生在待機(jī)過(guò)程中,。

（4）靜電放電導(dǎo)致手機(jī)失效或損壞。

• 由于部分器件損壞,，手機(jī)的一些功能在重新啟動(dòng)后仍無(wú)法恢復(fù),，如攝像頭功能；
• 自動(dòng)關(guān)機(jī)后無(wú)法再次開(kāi)機(jī)的情況,；
• 與充電器相連接的情況下進(jìn)行測(cè)試時(shí),，充電器也可能出現(xiàn)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）通話中斷：造成通話中斷的主要原因是靜電放電對(duì)手機(jī)內(nèi)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(hào)同步出現(xiàn)問(wèn)題,，從而造成通話中斷,。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也可能導(dǎo)致通話中斷。靜電放電試驗(yàn)中需要使用較大面積的金屬材質(zhì)的水平耦合板,，手機(jī)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(dāng)天線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(dǎo)致移動(dòng)電話機(jī)實(shí)際能達(dá)到的靈敏度大大下降,，進(jìn)行靜電試驗(yàn)時(shí)通話更容易中斷，嚴(yán)重時(shí)即使不施加靜電干擾移動(dòng)電話機(jī)都無(wú)法保持通話,。

（2）自動(dòng)關(guān)機(jī)或重啟：基帶電路的復(fù)位電路受到靜電的干擾導(dǎo)致手機(jī)誤關(guān)機(jī)或重啟,。

（3）手機(jī)失效或損壞：靜電放電過(guò)程中高電壓和高電流導(dǎo)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(qiáng)電磁場(chǎng)影響導(dǎo)致器件暫時(shí)失效,。

（4）軟件故障：靜電干擾信號(hào)被當(dāng)作有用信號(hào)被處理,，導(dǎo)致操作系統(tǒng)誤響應(yīng),。
1.3靜電放電問(wèn)題的改進(jìn)建議

（1）在設(shè)計(jì)方案上考慮靜電放電問(wèn)題

• 盡量選擇靜電敏感度等級(jí)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(yīng)電流越大),。具體的措施可能包括：走線越短越好,；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(zhǎng)的信號(hào)線或電源線必須與地線交錯(cuò)布置；信號(hào)線越靠近地線越好,；所有的組件越近越好,；同一特性器件越近越好；
• 接地平面設(shè)計(jì)：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(hù)靜電敏感的元器件,。

（2）出現(xiàn)靜電問(wèn)題后的整改建議針對(duì)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(rèn)耦合路徑,；
b）從不同方向放電,，觀察現(xiàn)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(yàn),，確定手機(jī)在哪個(gè)電壓范圍內(nèi)出現(xiàn)不合格現(xiàn)象,；
d）多試驗(yàn)幾臺(tái)樣機(jī)，分析共性,，確認(rèn)失效原因,；
e）根據(jù)耦合路徑、不合格現(xiàn)象,、放電路徑,，判斷相關(guān)的敏感器件,；
f）針對(duì)敏感器件制訂解決方案；
g）通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證,、修正解決方案,。整改中具體可采用以下措施。

• 對(duì)于機(jī)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(duì)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(qiáng)接地等方式來(lái)處理,；
• 具有屏蔽殼的芯片可以通過(guò)加強(qiáng)屏蔽效果,、屏蔽殼加強(qiáng)接地的方式來(lái)處理；
• 對(duì)于接口電路,、關(guān)鍵芯片的引腳,，要通過(guò)使用保護(hù)器件（如TVS管，ESD防護(hù)器件）來(lái)加以保護(hù),；·對(duì)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(cè)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(yàn)

2.1電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)概述
電快速瞬變脈沖群產(chǎn)生的原理如下：當(dāng)電感性負(fù)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(dāng)電感性負(fù)載多次重復(fù)開(kāi)關(guān),，則脈沖群又會(huì)以相應(yīng)的時(shí)間間隙多次重復(fù)出現(xiàn)。這種瞬態(tài)騷擾能量較小,，一般不會(huì)引起設(shè)備的損壞,，但由于其頻譜分布較寬，所以會(huì)對(duì)移動(dòng)電話機(jī)的可靠工作產(chǎn)生影響,。

該試驗(yàn)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)電話機(jī)的電源端口的試驗(yàn),。試驗(yàn)脈沖的特點(diǎn)是：瞬變脈沖上升時(shí)間短、重復(fù)出現(xiàn),、能量低,。該試驗(yàn)的目的就是為了檢驗(yàn)手機(jī)在遭受這類暫態(tài)騷擾影響時(shí)的性能。一般認(rèn)為電快速瞬變脈沖群之所以會(huì)造成手機(jī)的誤動(dòng)作,，是因?yàn)槊}沖群對(duì)線路中半導(dǎo)體結(jié)電容充電,，當(dāng)結(jié)電容上的能量累積到一定程度，便會(huì)引起手機(jī)的誤操作。具體表現(xiàn)為在測(cè)試過(guò)程中移動(dòng)電話機(jī)通信中斷,、死機(jī),、軟件告警、控制及存儲(chǔ)功能喪失等,。

2.2電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)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(dǎo)進(jìn)手機(jī),，導(dǎo)致主板電路上有過(guò)大的噪聲電壓。當(dāng)單獨(dú)對(duì)火線或零線注入時(shí),，盡管是采取的對(duì)地的共模方式注入,，但在火線和零線之間存在差模干擾，這種差模電壓會(huì)出現(xiàn)在充電器的直流輸出端,。當(dāng)同時(shí)對(duì)火線和零線注入時(shí),，存在著共模干擾，但對(duì)充電器的輸出影響并不大,。造成手機(jī)在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的原因是復(fù)雜的,，具體表現(xiàn)為以下幾方面。

• 前期設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)綜合布線時(shí)也沒(méi)有注意線纜的隔離，主板接地設(shè)計(jì)也不符合規(guī)范,，另外關(guān)鍵元器件的也沒(méi)有采取屏蔽保護(hù)措施等,；
• 生產(chǎn)廠在元器件供應(yīng)商的選擇上沒(méi)有選用性能可靠的關(guān)鍵器件，導(dǎo)致測(cè)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(jī)生產(chǎn)組裝過(guò)程中，加工工藝及組裝水平出現(xiàn)的問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品一致性不好,，個(gè)別送檢手機(jī)存在質(zhì)量問(wèn)題,；
• 檢測(cè)過(guò)程中由于其他測(cè)試項(xiàng)出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)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(cè)試不合格,。

2.3電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題的改進(jìn)建議
針對(duì)電快速脈沖群干擾試驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題,，主要可以采取濾波及吸收的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電快速瞬變脈沖的抑制。

（1）在手機(jī)設(shè)計(jì)初期就應(yīng)重點(diǎn)考慮抑制電快速瞬變脈沖群干擾設(shè)計(jì),。

• 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(jù)實(shí)際情況可以酌情再添加一級(jí)磁珠來(lái)濾除高頻信號(hào),，盡量采用表面封裝,；
• 盡量減小PCB的地線公共阻抗值；
• PCB布局盡量使干擾源遠(yuǎn)離敏感電路,；
• PCB的各類走線要盡量短；
• 減小環(huán)路面積；
• 在綜合布線時(shí)要注意強(qiáng)弱電的布線隔離,、信號(hào)線與功率線的隔離,。綜合布線是系統(tǒng)很重要的一個(gè)設(shè)計(jì)組成部分，一個(gè)糟糕的綜合布線格局很可能斷送一個(gè)設(shè)計(jì)精良的PCB的穩(wěn)定性,；
• 關(guān)鍵敏感芯片需要屏蔽,；
• 軟件上應(yīng)正確檢測(cè)和處理告警信息，及時(shí)恢復(fù)產(chǎn)品的狀態(tài),。

（2）元器件的選擇上應(yīng)使用質(zhì)量可靠的芯片,，最好做過(guò)芯片級(jí)的電磁兼容仿真試驗(yàn)，質(zhì)量可靠的充電器,、數(shù)據(jù)線及電池的選用可提升對(duì)電快速瞬變脈沖信號(hào)的抑制能力,；

（3）廠家在組裝生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應(yīng)嚴(yán)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(jī)質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的測(cè)試不合格現(xiàn)象；

（4）EFT測(cè)試過(guò)程中如出現(xiàn)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(nèi)徑越小、外徑越大,、長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好,。采用加TVS管的整改方法作用有限；

（5）根據(jù)最新GB/T 17626.4-2008標(biāo)準(zhǔn)要求,，重復(fù)頻率將增加100 kHz選項(xiàng),，將會(huì)比5 kHz更為嚴(yán)酷，廠家應(yīng)及早重視進(jìn)行相關(guān)的電快速瞬變脈沖群測(cè)試防護(hù)工作,。

3輻射騷擾及傳導(dǎo)騷擾

3.1輻射騷擾,、傳導(dǎo)騷擾相關(guān)問(wèn)題的具體情況
輻射騷擾測(cè)試主要在30 MHz-100 MHz和200 MHz-900 MHz頻率范圍內(nèi)容易不合格，傳導(dǎo)騷擾則體現(xiàn)在5 MHz-30 MHz頻段范圍內(nèi)容易不合格,。

3.2輻射騷擾傳導(dǎo)騷擾相關(guān)問(wèn)題分析
輻射騷擾與傳導(dǎo)騷擾測(cè)試,，是在使用充電器為手機(jī)充電，同時(shí)手機(jī)保持通信狀態(tài)以及最大發(fā)射功率情況下,，進(jìn)行的電磁兼容測(cè)試,。測(cè)試的結(jié)果是手機(jī)與充電器聯(lián)合工作的情況下的測(cè)試結(jié)果。不合格的原因可能是充電器造成的,，也可能是手機(jī)本身造成的,，也可能是手機(jī)與充電器聯(lián)合工作時(shí)兼容性不好而不合格。

產(chǎn)生問(wèn)題的原因可能有以下幾個(gè)方面,。

• 充電器和手機(jī)在最初的設(shè)計(jì)階段沒(méi)有充分的考慮電磁兼容性能,；
• 在設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有針對(duì)輻射騷擾和傳導(dǎo)騷擾的電磁兼容性進(jìn)行設(shè)計(jì)并采取相應(yīng)的對(duì)策；
• 充電器和手機(jī)選用的元器件的電磁兼容性不好或質(zhì)量達(dá)不到要求,；
• 手機(jī)在選用充電器時(shí),，沒(méi)有充分考慮手機(jī)和充電器間的電磁兼容性及手機(jī)和充電器的匹配性，手機(jī)是非線性負(fù)載,，在振鈴及通話時(shí),，如果電池電量不足而進(jìn)行充電時(shí)，耗費(fèi)的能量很大,，會(huì)有很大的沖擊電流,，這樣如果選用的充電器不匹配或輸出電流過(guò)小，測(cè)試過(guò)程中會(huì)造成充電器滿負(fù)荷工作或超負(fù)荷工作而產(chǎn)生電磁兼容問(wèn)題,，更嚴(yán)重甚至?xí)a(chǎn)生安全問(wèn)題,。另外如果充電不正常，也會(huì)造成手機(jī)器件不正常工作而產(chǎn)生電磁兼容問(wèn)題,。充電器和手機(jī)間的相互干擾也會(huì)造成測(cè)試結(jié)果超標(biāo),；
• 在進(jìn)行測(cè)試前，手機(jī)和充電器沒(méi)有配合進(jìn)行電磁兼容預(yù)測(cè)試,，充電器有可能單獨(dú)使用負(fù)載做了電磁兼容測(cè)試,，測(cè)試的結(jié)果不能反應(yīng)與手機(jī)共同測(cè)試的結(jié)果。

3.3輻射騷擾傳導(dǎo)騷擾相關(guān)問(wèn)題的改進(jìn)建議
（1）在設(shè)計(jì)階段要充分考慮電磁兼容特性,，合理考慮電路板的接地設(shè)計(jì),，應(yīng)保持接地環(huán)路盡量小，使用網(wǎng)格接地,，信號(hào)線或電源線盡量與地線靠近,。設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)充電器和手機(jī)的充電端口采取濾波措施,，對(duì)輻射發(fā)射敏感元器件采取屏蔽措施,，增加屏蔽罩。

（2）選擇質(zhì)量好,，電磁兼容特性好的元器件,。

（3）優(yōu)化器件的位置、布局和布線,。器件布局一直按照功能和器件類型來(lái)對(duì)元器件進(jìn)行分組,，例如，對(duì)既存在模擬電路,、又存在數(shù)字器件的電路板,，可將器件按工作電壓、頻率進(jìn)行分組布局,；對(duì)給定的產(chǎn)品系列或電源電壓,，可按功能對(duì)器件進(jìn)行分組,。器件分組布局完畢后，必須根據(jù)元器件組電源電壓的差別,，將電源層布置在各器件組的下方,。如果有多層地，那么就必須把數(shù)字地層緊貼數(shù)字電源層,，模擬地緊貼模擬電源層，模擬地和數(shù)字地要有一個(gè)共地點(diǎn),。通常,，電路中存在A/D或D/A器件，這些轉(zhuǎn)換器件同時(shí)由模擬和數(shù)字電源供電,，因此要將轉(zhuǎn)換器放置在模擬電源和數(shù)字電源之間,。如果數(shù)字地和模擬地是分開(kāi)的，它們將在轉(zhuǎn)換器匯合,。當(dāng)電路板按照器件系列和電源電壓分組時(shí),，組內(nèi)信號(hào)的傳送不能跨越另外的器件組，如果信號(hào)跨過(guò)界限,，就不能與其回流路徑緊密耦合,，這樣會(huì)增大電路的環(huán)路面積，從而使電感增加,，電容減小,，進(jìn)而導(dǎo)致共模和差模干擾的增加。電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中要避免出現(xiàn)各種隔離帶,。雖然相距很近的一排通孔并不違反設(shè)計(jì)規(guī)則,，但是，在電源層和地層上過(guò)多的通孔有時(shí)相當(dāng)于開(kāi)出一條隔離帶,，要避免在該區(qū)域內(nèi)布線,，例如，一個(gè)3 ns的信號(hào)回路如果偏離其信號(hào)源路徑0.40英寸,，則過(guò)沖/欠沖和感生串?dāng)_會(huì)大增,，足以使電路工作出現(xiàn)異常，并同時(shí)增加差模和共模干擾,。

（4）充分考慮充電器與手機(jī)的兼容性和匹配性,。充電器的輸出電流應(yīng)大于手機(jī)的峰值電流。在選擇匹配的充電器前,，應(yīng)使用相應(yīng)的充電器配合手機(jī)進(jìn)行輻射騷擾和傳導(dǎo)騷擾預(yù)測(cè)試,，驗(yàn)證兩者間的電磁兼容特性，選擇電磁兼容特性好的充電器,。

（5）后期整改措施

• 對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析,，聽(tīng)取電磁兼容測(cè)試工程師的建議,。對(duì)于輻射騷擾測(cè)試，通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)是充電器對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響大還是手機(jī)的影響大,。一般如果是低頻超出限值,，則是充電器的影響大些，如果是高頻則可能手機(jī)的影響大,；傳導(dǎo)騷擾測(cè)試也要確認(rèn)哪個(gè)影響是主要因素,。
• 如果充電器的影響為主要因素，首先確認(rèn)充電器的各個(gè)器件是否正常工作,；如果是某個(gè)器件有問(wèn)題,，先更換相應(yīng)的器件后再進(jìn)行測(cè)試。增加濾波電容或改進(jìn)相應(yīng)的濾波電路,，對(duì)輻射騷擾和傳導(dǎo)騷擾都會(huì)有改進(jìn),。
• 如果確認(rèn)是手機(jī)的問(wèn)題，確定超出頻率的來(lái)源,，對(duì)相應(yīng)的器件進(jìn)行屏蔽處理：加強(qiáng)屏蔽特性,；改進(jìn)屏蔽的接地；增加相應(yīng)的濾波電容或?qū)V波電路進(jìn)行調(diào)整,；改進(jìn)相應(yīng)的匹配電路減少諧波或混頻干擾,；加強(qiáng)手機(jī)的充電電路的濾波和接地，等等,。
• 使用好的充電線纜,，建議使用兩端都能接地的屏蔽線纜。
• 在手機(jī)側(cè)或充電器側(cè)加鐵氧體磁環(huán),，對(duì)于輻射騷擾可能會(huì)有一定的改進(jìn),，對(duì)于傳導(dǎo)騷擾有時(shí)影響不大，要根據(jù)測(cè)試的頻率,，選擇磁環(huán)的相應(yīng)頻率,。

綜上所述，對(duì)于輻射騷擾和傳導(dǎo)騷擾,，應(yīng)把握以下原則：

a)注重設(shè)計(jì)階段的電磁兼容設(shè)計(jì),；
b)注重充電器和手機(jī)的匹配；
c)選擇優(yōu)良的元器件,。

4  結(jié)論

手機(jī)的電磁兼容性能直接關(guān)系到手機(jī)的各個(gè)性能,，保證手機(jī)的電磁兼容性能是保證手機(jī)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此手機(jī)的電磁兼容測(cè)試及設(shè)計(jì)不容忽視,。了解手機(jī)電磁兼容測(cè)試的依據(jù)及電磁兼容測(cè)試產(chǎn)生的問(wèn)題,，并掌握相應(yīng)的解決方法，有助于手機(jī)電磁兼容性能的提高,。