RFID智能讀卡器電磁兼容輻射騷擾整改實(shí)例.pdf

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1、RFID智能讀卡器電磁兼容輻射騷擾整改實(shí)例趙波李博/江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院本實(shí)驗(yàn)室對(duì)某公司輻射騷擾超標(biāo)的甲、乙兩款試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其超標(biāo)頻點(diǎn)主要為88.5MHz，108.48RFID智能讀卡器進(jìn)行了噪聲抑制的整治工作，取得MHz。理想的效果，現(xiàn)將方法介紹。2）乙1　抑制措施采用前輻射騷擾噪聲近場(chǎng)輻射噪聲如圖1（b）所示，結(jié)合遠(yuǎn)場(chǎng)1）甲測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其超標(biāo)頻點(diǎn)主要為88.5MHz，近場(chǎng)輻射噪聲如圖1（a）所示，結(jié)合遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)108.48MHz，176.28MHz，189.84MHz。（a）甲近場(chǎng)輻射噪聲（b）乙近場(chǎng)輻射噪聲圖1　抑制措施前，近場(chǎng)輻

2、射噪聲2　輻射騷擾噪聲機(jī)理射模型，而將基本差模輻射單元描述為磁偶極子輻射干擾包括共模輻射和差模輻射。共模輻輻射模型，如圖2所示。射主要是由于非良好接地或接地點(diǎn)反射電位引起此外，不同的噪聲機(jī)理對(duì)應(yīng)不同的噪聲抑制的等效短直天線輻射效應(yīng)；而差模輻射主要由于措施，因此，只有正確的診斷被測(cè)器件的輻射機(jī)理，未較好控制的大信號(hào)環(huán)路引起的等效電流環(huán)天線方能設(shè)計(jì)合適的噪聲抑制策略。輻射效應(yīng)。因此根據(jù)共模和差模輻射原理及天線在近場(chǎng)中，共模輻射場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與測(cè)試距理論，可將基本共模輻射單元描述為電偶極子輻離三次方的倒數(shù)成正比；磁場(chǎng)強(qiáng)度與測(cè)試距離平（a）電偶

3、極子輻射模型（b）磁偶極子輻射模型圖2　電路輻射模型2010/2總第216期國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)CN31-1424／TB32方的倒數(shù)成正比，即E∝1/r，H∝1/r。據(jù)此，189.84MHz分別為11.0592MHz晶振的8倍頻，在共模輻射場(chǎng)中，近場(chǎng)波阻抗呈現(xiàn)為高阻抗，即13.56MHz晶振的8倍頻，13.56MHz晶振的13倍ZW>377Ω，且與測(cè)試距離成反比，即頻以及13.56MHz晶振的14倍頻。3　輻射騷擾噪聲抑制措施Z=∝　　　　　　　?。?）由于兩款I(lǐng)C智能讀卡器產(chǎn)生的輻射干擾均以差模干擾為主，因此可以采用如下三種噪聲抑制同樣

4、的，差模輻射場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與測(cè)試距離策略。平方的倒數(shù)成正比；磁場(chǎng)強(qiáng)度與測(cè)試距離三次方321）在信號(hào)大環(huán)路走線的信號(hào)輸入端，即的倒數(shù)成正比，即H∝1/r，E∝1/r。據(jù)此，在RFID芯片輸出端并聯(lián)電容以實(shí)現(xiàn)高頻濾波；差模輻射場(chǎng)中，近場(chǎng)波阻抗呈現(xiàn)為低阻抗，即2）在RFID芯片輸入端并聯(lián)電容以實(shí)現(xiàn)高頻ZW<377Ω，且與測(cè)試距離成正比，即濾波；Z=∝r（2）3）在信號(hào)大環(huán)路走線中串聯(lián)電感以實(shí)現(xiàn)高頻濾波；由（1）、（2）兩式不難發(fā)現(xiàn)，在共模輻射場(chǎng)中，4）減小信號(hào)大環(huán)路走線面積。近場(chǎng)波阻抗為高阻抗，且其隨著測(cè)試距離的減小值得注意的是，濾波電容需采

5、用專用瓷片電而減??；相反地，在差模輻射中，近場(chǎng)波阻抗為容以提高電容高頻特性，增加濾波效果。然而，低阻抗，且其隨著測(cè)試距離的減小而減小。因此，為了盡量減小公司的設(shè)計(jì)開發(fā)成本，盡量減小被可以通過分析近場(chǎng)中波阻抗與測(cè)試距離間的關(guān)系測(cè)器件的PCB改動(dòng)，決定采用策略1、2進(jìn)行噪即可診斷電路輻射主要機(jī)理，據(jù)此確定對(duì)應(yīng)噪聲聲抑制，具體如下：抑制方案。①對(duì)于乙：在RFID芯片前端（信號(hào)大環(huán)路通過采用上述方法進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：走線輸入端）并聯(lián)51pF以及10pF兩個(gè)電容；在1)為了產(chǎn)生主頻為13.56MHz的電磁場(chǎng)并與RFID芯片后端并聯(lián)68pF以及

6、10pF兩個(gè)電容；IC卡進(jìn)行通訊（主頻為13.56MHz），因此在兩款②對(duì)于甲：在RFID芯片前端（信號(hào)大環(huán)路IC智能讀卡器上均采用信號(hào)大環(huán)路走線設(shè)計(jì)。然走線輸入端）并聯(lián)68pF；在RFID芯片后端并聯(lián)而，正是由于信號(hào)大環(huán)路走線導(dǎo)致了兩款I(lǐng)C智能51pF、2.2pF、2.2pF、2.2pF、2.2pF。讀卡器的輻射干擾，即兩款I(lǐng)C智能讀卡器產(chǎn)生的4　抑制措施采用后輻射騷擾噪聲輻射干擾以差模輻射為主；1）甲2)兩款I(lǐng)C智能讀卡器的信號(hào)大環(huán)路均與近場(chǎng)輻射噪聲如圖3（a）所示，對(duì)比圖1（a）可RFID芯片連接，且RFID芯片為其信號(hào)的輸入端

7、，見，其超標(biāo)頻點(diǎn)的輻射噪聲降幅為6dB。通過標(biāo)準(zhǔn)RFID工作頻率為13.56MHz；半電波暗室測(cè)試，可以通過GB9254的B類標(biāo)準(zhǔn)；3)兩款I(lǐng)C智能讀卡器有三個(gè)晶體振蕩器，包2）乙括連接單片機(jī)的11.0592MHz晶振，連接RFID芯近場(chǎng)輻射噪聲如圖3（b）所示，對(duì)比圖1（b）片的11.0592MHz晶振和13.56MHz晶振；可見，其超標(biāo)頻點(diǎn)的輻射噪聲降幅11dB。通過標(biāo)4)超標(biāo)頻點(diǎn)88.5MHz、108.48MHz、176.28MHz、準(zhǔn)半電波暗室測(cè)試，可以通過GB9254的B類標(biāo)準(zhǔn)。（a）甲近場(chǎng)輻射噪聲（b）乙近場(chǎng)輻射噪聲圖3　

8、抑制措施后，近場(chǎng)輻射噪聲國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)CN31-1424／TB2010/2總第216期