某系统现场-实验室、系统-单机、单机-模块、多线缆-单线缆辐射干扰整改案例
1. 问题描述
某机在现场系统联调时，当系统所有设备开机工作时，某重要K设备出现设备误判和错判，严重影响系统性能。
2. 故障诊断
查看整个系统，系统分别由A、B、C.....等若干台分设备组成。开启系统所有分设备，确定故障复现之后，除敏感设备K之外，逐一对A、B ...等等所有分设备断电，当断开C设备时，K设备工作正常，故障消失。再次开启C设备，故障再次复现，因而确定干扰源为C设备，如图1所示。
图1 逐一断开系统分设备确定干扰源
查看C设备，如图2所示。
图2 产生故障的C设备
从图2可以看出，C设备包括#1-#7共7个模块、1块背板和8根I/O连接线缆，需要确认产生干扰的模块和电路。
开启系统所有分设备，确定故障复现之后，逐个拔除干扰源C设备的#1-#7模块，当断开#5模块时，K设备工作正常，故障消失，再次开启#5模块，故障复现，因而确定干扰源为#5模块，如图3所示。
图3 逐一拔掉设备各模块确定干扰的模块
查看和分析C设备#5模块，并与敏感设备K厂家工程师沟通确认，K设备对125MHz信号敏感，#5模块25MHz晶振可能是干扰源。在EMC实验室测试C设备辐射发射，如图4所示。
图4 C设备辐射发射（整改前）
从图4可以看出，C设备#5模块25MHz时钟产生的5次谐波125MHz辐射场强达到53dBuV/m，超过标准限值16dB。查看#5模块原理图25MHz时钟电路，如图5所示。
图5 #5模块25MHz时钟原理图设计
从图5可以看出，晶振时钟直接到IC，晶振电源无任何滤波，CLK输出也无阻尼电阻，因此确定干扰源为#5号模块25MHz时钟。
3. 原因分析
C设备已经设计定型，厂家要求不能改动单板，因此只能从结构和线缆整改，确定线缆或结构辐射发射的诊断流程，如图6所示。
图6 确定机箱or线缆辐射诊断方法
拔掉C设备除电源线以外的所有信号线缆，排查产生问题的线缆，此时C设备辐射发射如图7所示。
图7 拔掉除电源线以外所有信号线缆
从图7可以看出，125MHz干扰直接消失，因此，判定125MHz时钟干扰由信号线缆引起。确认信号线为耦合途径后，开启设备，逐一插上#2-#8信号线缆，当插接#5和#6线缆时，125MHz干扰频谱接近图4频谱，因此确定导致问题的为#5和#6线缆。
所有信号线缆都为屏蔽线缆，万用表测量也与机箱连接，拆除航插连接器和线缆绝缘护套，发现线缆屏蔽层与连接器为“猪尾巴”连接，如图8所示。因此，判定线缆屏蔽层搭接不良是产生问题的原因。
图8 线缆屏蔽层与金属机箱“猪尾巴”连接
4. 整改措施
将线缆屏蔽层与金属连接器360°导电搭接，如图9所示。
图9 线缆屏蔽层与金属连接器360°搭接
5. 实践效果
将屏蔽线缆360°端接好之后，再次在验室进行测试，此时125MHz干扰比整改前降低26dB，如图10所示。
图10 C设备辐射发射（整改后）
将整改后的C设备拿到现场，和系统连接好之后开启现场所有分设备，此时K设备工作正常，故障解决。
【岛主点评/点睛】
现场、大系统、多设备、多模块、多线缆...产品具备以上其中任何一个特征，如若出现EMC问题，都已经极具挑战，更何况同时具备，岂不要人命！譬如飞机、高铁、工业厂房等等系统自干扰。本案例某飞机的系统自干扰问题，正好具备全部以上特征，经过缜密的诊断和分析，通过把错综复杂的问题抽丝剥茧层层展开后成功化解。本案例系统的总结了复杂大系统EMI问题诊断和排查方案，以及解决思路和方法，全文如行云流水般把复杂的问题简单化娓娓道来，举重若轻，体现了大智慧。
