浅析数码相机辐射骚扰问题引发的两个EMC设计问题（二）

接收天线垂直极化时的测试频谱图可见，在148．34 MHz的频率处，辐射下降了近4．5 dB，但是离限值线的余量较小。进一步检查数码相机中印制电路板的电路原理，发现控制芯片的电源采用磁珠与电容进行去耦，其中去耦电容C28大小为0．1 μF，如图7所示。

图7 USB接口部分电路原理图

实际上0．1 μF的贴片电容并不能很好地为100 MHz以上频率去耦，原因主要在于两个方面：一是电容本身存在寄生电感；二是去耦电流回路上存在的电感。对于一个理想的电源来说，其阻抗为零，在平面任何一点的电位都是保持恒定的（等于系统供给电压），然而实际的情况并不如此，而是存在很大的噪声，甚至有可能影响系统的正常工作，去耦电容就是为了降低电源阻抗，保证器件附近的电源稳定在波动较小的范围内。0．1 μF的陶瓷贴片电容的谐振点一般在十几兆赫兹，也就是说，0．1 μF的陶瓷贴片电容，只能在十几兆赫兹频率附近使电源的阻抗保持在较低的水平，这个频率离本案例中数码相机的辐射超标的频率点有一定的距离。

图8给出了接口芯片电源采用0．1 μF去耦电容时，在频率148．34 MHz点 上 辐 射 较 高 的 原 因。图8 中 箭 头 表 示148．34 MHz等 未 被0．1 μF电容很好地去耦的噪声向电源传输，又由于在该频率点上，电源阻抗较高，电源与地之间产生较高的压降。这样，相当于在电源与地之间形成了一个148．34 MHz的电压源，又由于数码相机是一个浮地系统，与地相连的电缆屏蔽层成了辐射的天线。

图8 去耦不良形成辐射原理

查阅电容的频率－阻抗特性，得知1000 pF左右的贴片电容，如果保证最短的引线电感（引线电感较长，会使该电容失效），由于1000 pF的电容的自谐振频率是150 MHz附近，因此可以很好地对高频的噪声进行抑制，如图9所示，相当于噪声源被旁路，即噪声源的电压幅度降低，所示辐射骚扰自然也降低。

图9 并联1000 pF电容作用原理

按照原理分析，尝试用1000 pF并联在USB接口芯片的电源引脚上，即与0．1 μF去耦电容并联。再进行测试，结果如图10和图11所示，测试通过，证实了分析的正确性。

图10 并联1000 pF去耦电容后辐射骚扰测试接收天线水平极化时的测试频谱图

图11并联1000 pF去耦电容后辐射骚扰测试接收天线垂直极化时的测试频谱图

三、处理措施

（1）改变屏蔽电缆屏蔽层与金属连接器的连接方式，取消原来的Pigtail，实现360°搭接。（2）为接口芯片的电源引脚增加1000 pF的电源去耦电容，并在PCB布局上靠近电源引脚放置。四、思考与启示（1）屏蔽电缆的屏蔽层与连接器的连接很重要，一定要保证360°搭接。（2）电源去耦电容的选择要考虑被去耦器件的工作频率及其产生的谐波，不要什么器件都用0．1 μF的电容，一般器件的工作主频20 MHz以下的建议用0．1 μF的去耦电容，20 MHz以上的器件用0．01 μF的去耦电容，也可以尝试采用大小并联电容的组合去耦方式，如0．1 μF电容与1000 pF的电容并联，以取得较宽频带的去耦效果，但是还是要注意大小电容容值相差100倍以上。（3）电源去耦对降低电源阻抗、降低电源噪声和地噪声有很大的帮助，由此对辐射骚扰抑制也有很大的帮助，特别是接口电路电源去耦，因为接口电路附近的电缆就是辐射的天线。（4）对于浮地设备，电源的去耦、电源和地的完整性对EMC来说显得更加重要。