1、问题描述
某产品在进行±4KV EFT电快速脉冲群测试时,出现画面黑屏,但整机背光可以正常点亮,声音输出也正常,试验不通过。
2、故障诊断
产品内部硬件电路如图1所示。
图1 产品内部硬件电路
从图1可以看出,产品包括电源板、TV板、Tcon板和Soruce板。当异常现象出现时,插拔屏VBY线,即给Tcon板重新上电,黑屏现象消失,另故障状态下现场测量电源板输出电压均正常,但Tcon板上AVDD电压输出异常,因此确认是屏Tcon板受EFT脉冲干扰,导致工作异常。
3、原因分析
显示黑屏时,板卡端输出信号正常,说明板卡本身抗干扰能力符合要求;Tcon板受到EFT干扰的路径包括Tcon板与主板之间的FFC线材耦合、Tcon板与Source板之间的FFC线材路径耦合、参考地电位波动引起Tcon控制芯片工作异常等。TV板卡与Tcon板之间连接的FFC线材,本身采用的屏蔽FFC线材,且屏蔽层接地也符合要求,改变FFC线材布线方式、接地方式,EFT测试结果无改善。Tcon板与Source板之间连接的FFC线材是非屏蔽线材,线材较短,信号的参考地平面是屏的金属背板,高频环路面积稍大。
查看布线发现按键遥控线和喇叭线在Tcon板上通过,拔掉以上线缆测试无改善,拆掉整机下侧塑胶盖板,发现Wi-Fi天线、蓝牙天线用黑胶带贴附在Tcon板与Source板之间连接的FFC线材上,此处FFC线材是非屏蔽线材,因此存在空间辐射耦合的风险,如图2所示。
图2 天线在FFC线材正上布线
尝试将Wi-Fi天线、蓝牙天线远离Tcon板FFC线,防止空间耦合干扰Tcon板的内部电路,导致其出现状态异常。调整布线方式后,反复多次进行EFT测试,显示黑屏的现象消失。
EFT注入共模电流在输入端共模滤波器上产生高压的同时,在金属背板产生感应电压通过容性耦合到Wi-Fi天线、蓝牙天线。Wi-Fi天线、蓝牙天线紧贴Tcon板与Source板之间的FFC线材时,干扰通过FFC线材耦合到Tcon控制芯片,由于Tcon控制芯片本身抗干扰能力较弱,导致工作状态异常。Tcon控制芯片输出控制AVDD电路的信号异常,导致AVDD输出电压低于Source板正常工作电压,从而出现黑屏现象。
4、整改措施
调整整机内部布线方式,使Wi-Fi天线、蓝牙天线远离Tcon板以及Tcon板与Source板连接的FFC线材,防止两者之间空间辐射耦合,如图3所示。
图3 天线绕过FFC线材布线
5、实践效果
整改后再做±4KV EFT电快速脉冲群测试,此时黑屏现象消失,产品功能正常,实验顺利通过。
【岛主点评/点睛】
EMC问题实话实说,产生的原因各种各样,找到问题了一招搞定,找不到问题两眼抓瞎,干着急没办法。给人的直觉好像问题有多么复杂,难度有多么大,其实不然,可能就是个细节,但细节决定了成败。本案例产品EFT出现问题,经过缜密的诊断和分析,为线缆之间电磁干扰耦合所致,后通过将互联线缆从空间上分开和隔离成功化解。本文的整改方法和思路启示我们,不是所有的问题都是疑难杂症,需要大动干戈,抽筋剥皮,找到问题了可能简单的易如反掌,本案例就是很好的明证。
—— 完 ——
审核编辑黄宇
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