一.背景與問題分析

機械手臂是由履行系統、驅動系統、操控系統等幾大部分組成，是靠伺服模塊和運算基板來傳輸數據相位等參數，以控制伺服電機來完成各種復雜動作。

目前，隨著自動化機械手臂工藝多樣化，功能逐步提升，它的應用也越來越廣泛，但是隨之而來的EMI問題也逐步顯現出來,產品中多個功模塊都會產生極強的電磁輻射，比如高功率的供電系統，驅動板繼電器通斷切換產生的脈沖雜訊，還有伺服器本身單體EMI不合格而產生的耦合效應，等諸多因素，都會造成產品最終EMI檢測不合格。

二．整改前

三. 整改措施

根據以上的分析確定以下改善對策：

1, 從板級進行改善， 降低主板上的電磁輻射。

主板分析：使用 ES-67 診斷分析儀進行板級的近場測試分析，

首先,用設備的近場探頭定位到主板各個區域，進行主板全方位近場掃描，數據顯示 30MHz~60MHz 頻率段較高;

然后，通過 ES-67 的智能分析軟件，診斷定位這個頻率段的主板區域位置，以下智能分析的圖形顯示，問題的根源在電源與數據信號的輸入/輸出端口區域(如下圖紅色區域);

這幾個端口診斷出輻射偏高，而端口的連接線材直接延伸到屏蔽箱體之外，完全暴露在空間, 形成天線效應。

由此，我們就診斷出雜訊的源頭與傳輸路徑，下一步就是確定改善方案了。

對策 1: 對主板 24V/3.3V，等電源輸出端口(如下圖端口位置)進行 L/C 濾波處理，對板上數據控制端口增加電容濾波，(根據數據頻率點，選擇器件規格，L 選擇貼片FERRITE BEAD300 歐姆, C 選擇貼片300pf/50V 左右。

在增加 FERRITE BEAD 同時增加電容下地濾波。

對策 2:對晶振時鐘信號地進行切割，讓晶振地在最短路徑回到，IC 地，盡量保證不串擾到其它區域。

2 ，優化各類線材。

  機器內部和外部的連接線材種類繁多，有些接地不良，有些屏蔽不到位，有些走線，方式錯誤，等等問題導致相互干擾。

  經分析做以下幾方面的改善：

  對策1：增加屏蔽線的接地鎖付端子，讓屏蔽層與數據地就近連接，形成最短回流路徑。

對策2 ：改善線材端子的接地方式。

  線材屏蔽層與端子之間，由之前的端點連接改為 360o金屬環焊連接，可以最大 程度防止 clock 信號或 D+/D-差分共模雜訊發散。

 對策3：優化線材長度與走線方式。

      所有線材減短到最合理的需求長度，線材越長，增加耦合干擾的機會越大。

合理布局走線方式，所有走線避開干擾源周邊，電源走線和信號走線分開固定。

 對策4：對部分線材增加濾波器與磁環處理。

     有些及時增加了 EMI 對策之后的線材，仍無法完全消除雜訊，需要對伺服器的

連接線和導軌外部線材增加磁環處理，磁環的位置需經過現場測試調試。

       

 對策5：加強機箱屏蔽，增加密封性。

     電源屏蔽機箱內的電源部分，雖然增加了濾波器，起到了很大的作用，但由于機箱

屏蔽效能不好，極大地降低了濾波器的功效，于是對機箱的開合縫隙的尺寸重新優化，縫隙

降低到 0.5mm 以內。

四．整改后

五：總結與建議

當我們對一個產品進行EMI分析時，首先要從板級入手，評估PCBA是否依照EMC設計規范進行線路/器件的布局，雖然從板級入手可能會花費更多的時間和精力，但這是成本最低，也是最適合批量生產的對策方案。

其次產品的結構，線材等周邊布局要合理，這些區域是容易導致EMI輻射發散的重點地方，整體走線合理（如高速數位信號線和模擬信號線分開，電源線和數據線分開，帶有嚴重串擾電磁雜訊的線材和其它線材分開，等等）。

其實EMI問題并不難解決，也并不是一定要增加很多成本，只要從板級問題出發，再注意周邊/結構的設計，就可以很順利的解決EMI問題。