关于DVD电磁兼容的解决方法

leonliky

对于DVD视盘机的电磁兼容特性，应当在产品的设计阶段就应当考虑。对电磁兼容设计的目的是使电子设备或系统在一定的电磁环境下实现兼容工作，它要求电子设备或系统具有两方面的能力：一是在预期的电磁环境中正常工作；二是对所在的电磁环境中不是一个污染源。本文所要讨论的是第二个方面，即是对DVD视盘机的电磁骚扰的抑制，使其电磁骚扰水平符合有关标准的要求，不成为新的电磁环境中的污染源

电磁干扰的途径有两类，第一是传导干扰，第二是辐射干扰。对于DVD视盘机来说，传导干扰就是电源端子的传导干扰，目前DVD视盘机的电源主要采用开关电源，而对于开关电源，其所产生的高频干扰是相当大的，对于如何抑制电源端子的传导骚扰，目前的设计技术已是相当完善，本文将不进行详述，本文所要讨论的重点是辐射骚扰，即30~1000MHz的辐射骚扰。下面将分步骤进行一些简单的探讨：

一. DVD视盘机的结构。

对于DVD视盘机，其大体是由解码板、机芯、电源板、伺服电路、面板（及电路）等组成，其对外连接端口（或连线）有电源线、AV输入/输出端子、S端子、MIC输入端子等，有的还有SCART端子等（销往欧共体的DVD常有），而电磁骚扰产生的源头主要是来源于解码板、机芯及伺服电路。

二. 电磁骚扰需要符合的相关标准。

DVD视盘机一般来说，在我国和欧共体国家是按照GB13837（对应欧共体标准为EN55013）来要求的，即是在30~300MHz的频率范围内，对电源线和端口

及连接馈线的骚扰功率有限值要求，那么DVD的电磁兼容设计应按此要求来进行。

如果产品销售的对象是美国，那么电磁兼容的设计就应当以FCC part 15的要求作为依据，对应于一些特定的用户及特定的销往国，也有按照CISPR 22（对应的国标是GB9254）来要求的，那么如果按照FCC part 15或CISPR 22的要求，所要考虑的就是30~1000MHz或更高频率范围的辐射场强了，对应不同的标准来设计DVD视盘机，所采用的抑制电磁骚扰的应对措施也有所不同，在以下我们将加以进一步的阐述。

一. 按照预期符合GB13837（欧共体：EN55013）标准要求来进行设计。

标准对于30~300MHz频率范围内的端口连线及其它连线（比如电源线）的骚扰功率有限值要求，那么只要各端口及连线在这频率范围内骚扰功率满足了要求，则可以认为满足了标准的要求，因此设计中侧重考虑的是抑制端口及连线的电磁骚扰，那么在设计中所采用的措施的重点应在以下几个方面：

接地。接地在DVD视盘机的EMC设计中，占有极为重要的地位，熟悉接地技术，可以少走很多弯路，接地措施得当，可以使干扰信号通过最短的接地路径得以旁路，可以减小高频回路截面或且缩短内部连线长度，从而有效抑制电磁骚扰辐射的强度。对于DVD机，一般来说，机芯、伺服电路及解码板的接地很重要，对于这类线路板的接地选点，应多加考虑，尽量符合上面所述接地原则，一般都是在线路板上晶体振荡电路及解码芯片上做文章，比如说晶振金属壳接地等等。但为了满足标准的要求，对外连接端口的接地是最重要的，前面说过，端口及连线问题解决了，则问题就可解决了，对应于DVD视盘机，其端口大体为AV输入/输出端口、MIC输入端口、S输出端子、有时还有SCART端口等，一般来说DVD机壳大多采用金属机壳（面板除外），端口界面均可以与金属机壳连接（MIC端口除外），设计时可将端口的公共端与金属机壳牢牢连接，这样可以大大抑制端口的电磁骚扰，试验表明，良好的端口接地设计可以大大减少产品的电磁骚扰抑制元器件的数量及材料成本。而对于面板上MIC端口，可以用短而粗的导线在界面处将公共端接至金属壳底板上。对于电源线，接地的考虑则无法在界面考虑，通常是在开关电源的初级回路通过Y型电容加以考虑，在次级回路接地的考虑可以参照解码板、机

1        芯等的接地方式予以解决。

2        外接端口及连线的滤波。在前面已大致谈过端口的接地，DVD视盘机端口的接地主要是公共端口的接地，但端口对外连线不是所有的线都可以接地，所以要想有效地抑制端口及对外连线上的电磁骚扰，还要对无法接地的端口线进行有效的滤波设计，对DVD机，滤波线路应尽可能靠近界面（机壳），以便充分发挥滤波器的效能。滤波器件的选择依据端口和连接线的不同而不同，对于类似AV端子、S端子和MIC端子的端口采用LC滤波器较为理想，也可以单独是电容或电感滤波，而对于电源线或且带有SCART接口的则采用电感滤波较为理想，比如电源线加磁环，SCART接口每根连线套上磁珠（包括没有使用的部分），也可以采用对SCART接口管脚进行屏蔽，只是对使用的部分连接线进行滤波，哪一种措施更方便、经济，可视具体情况而定。

3        晶体振荡器幅度的调节。单是通过接地并不能完全解决端口和连接线的电磁骚扰问题，而且由于各种原因在端口滤波措施实施困难或成本增加，比如说电源线，大部分的DVD视盘机的电源线在通过界面（机壳）进入机身内部时并不是马上接到电源板上，还要通过一段连线才接到电源板上，那么内部的高频辐射作用到这段电源线上然后向外辐射电磁骚扰。

经验表明，DVD机的电磁骚扰大体就是电路中各类晶体振荡器的工作频率及其相关的多次谐波，所以通过适当的手段在不影响设备的正常工作情况下，适当地降低晶体的振荡幅度对减小电磁骚扰向外辐射是有相当作用的，对于DVD机，常用的方法是在振荡回路上串联衰减器件来实现，或是并联一电阻（约1MΩ）来实现，比如对于解码板上的解码芯片的工作晶体可串联一个75~150Ω的电阻。

对于电磁骚扰在30~300MHz频率范围内通过端口及连线向外辐射的抑制措施除了主要的以上的三种方法外，还可采取其它相关的手段（比如内部走线，或且结合使用下面所要陈述的其它手段），当然解决的方案就要多一些考虑。但在相当多的场合，通过在接地、端口或连线滤波、减小晶体振幅方面采取措施，DVD的电磁骚扰功率就可以很好地满足GB13837（EN55013）标准的要求了。

一. 按照预期符合FCC part 15（或CISPR 22）标准要求来进行设计。

这类标准对30~1000MHz（或更高）频率范围内的辐射骚扰场强有限值规定。那么就不能仅仅只考虑端子及连线的电磁骚扰了，对DVD视盘机，就要考虑包括端口、面板、缝隙等在内的整台设备的电磁骚扰情形了，要解决这样的情况，除了按照以上所述的三种方法外，应当还要从以下几个方面采取相应的措施：

1     印刷线路板布线。这往往是设计人员容易忽略的一个问题，在DVD视盘机尤其是解码板的印刷线路板的设计当中，设计人员很重视提高板密度、少占用空间、制作简捷、后续工艺简单、线路布局均匀、美观等等，但常常忽视线路板的电磁兼容相关特性。造成大的辐射从而形成电磁骚扰。其实如在印刷线路板的布线中能充分考虑到电路的电磁兼容特性，是可以大大减少电磁骚扰的，而且可能起决定性的作用。在设计印刷线路板时，应当注意以下几点：

a)   电源线、地线、印刷线路板走线对高频信号应呈现低阻抗，在高频情形，电源线、地线、或且印刷线路板走线都会成为接收与发射高频骚扰的天线，而要减小这种骚扰，除加滤波电容外，尤其要重视的是减小电源线、地线和走线本身的高频阻抗，所以各种印刷线路板走线要短而粗，且线条要保持均匀，尤其是地线尽可能宽。

b)   时钟线、信号线与地线应当距离较近，这样不单形成的环面积较小，而且增加与地之间的分布电容，从而可以减小骚扰的辐射。

c)   电路器件及信号通道的布局要尽可能减少无用信号的相互耦合。模拟电路和数字电路要分开；高、中、低速逻辑电路在电路板上要用不同的区域；信号线能短则短。

d)   尽可能形成地线网络，在DVD机中，解码板、机芯线路等大多采用双面板布线，可以在线路板一边走横线、另一边走竖线，形成网状地线，从而减小环路面积。

e)  目前越来越多的DVD视盘机解码板采用多层板，多层板内层分别作电源层、地线层，可降低供电电路阻抗，抑制公共阻抗噪声，且对信号线形成均匀的接地面，加大分布电容，抑制骚扰信号向空间辐射的能力。

2      信号线滤波。DVD视盘机除在印刷线路板的布线上采用合理的措施外，信号线滤波也是很重要的，信号线滤波通常有如下几种方法：第一、与地线间加滤波电容，将干扰旁路到地；第二、在信号线串接磁珠，抑制干扰信号，这种方法效果好，目前在DVD线路设计中（尤其是解码板、机芯电路中）已广泛采用；第三、在不适宜采用磁珠的场合可以串接电阻，这种方法对不同频率信号阻抗是大致相同的。

对于信号线的滤波，要注意选点，要尽可能靠近电磁干扰源，这在线路板上尤为重要。越靠近源头效率越高。

3     内部走线。这也是一个容易被忽略的问题，合理的布线可以大大地减小数点骚扰发射。DVD视盘机设备内部走线并不是非常多，通常有电源板引出的供电电源线，到面板的连线、还有扁平排线（带状信号线）等等。在布线时，应尽力做到：传输不同电平信号的导线分组捆扎，数字信号线与模拟信号线应分开捆扎，并保持适当的距离，以减小导线间的相互影响，扁平排线信号传输应采用地--信号—地—信号—地这样一种排列方式，这既可以抑制骚扰，又可以抗干扰。内部连线尽可能贴近金属机壳，机内各类内部连线尽量不要跨过解码板上方、机芯电路间。

4     前面板（显示板）措施。对于DVD视盘机的显示面板及电路，其器件密度相对较小，其所产生的电磁骚扰相对DVD其它部分来说，要小得多，面板电路部分印刷线路板的布线要尽可能给地线留出较多位置，这样做有两个好处：一是能起到一定的屏蔽效果；二是接地面均匀，可通过二到三点接地接到金属机壳上，能很好地满足要求。

DVD的电磁兼容设计中，对于抑制电磁骚扰采用屏蔽的方式，笔者认为尽量不要采用。原因如下：第一是实现起来较为困难；第二是会大大增加产品的成本。

通过以上电路设计，DVD的电磁骚扰能在综合水平上就可望得到有效的抑制和改善。实际上，经过以上抑制电磁骚扰设计，还可以提高DVD的电磁兼容总体水平，即还可以提高设备的抗干扰能力，从而使其满足电磁兼容标准的要求。