某產品模塊互聯電纜耦合引發的EFT故障案例

1. 問題描述

某產品在進行±4KV EFT電快速脈沖群測試時，出現畫面黑屏，但整機背光可以正常點亮，聲音輸出也正常，試驗不通過。

2. 故障診斷

產品內部硬件電路如圖1所示。

圖1 產品內部硬件電路

從圖1可以看出，產品包括電源板、TV板、Tcon板和Soruce板。當異常現象出現時，插拔屏VBY線，即給Tcon板重新上電，黑屏現象消失，另故障狀態下現場測量電源板輸出電壓均正常，但Tcon板上AVDD電壓輸出異常，因此確認是屏Tcon板受EFT脈沖干擾，導致工作異常。

3. 原因分析

顯示黑屏時，板卡端輸出信號正常，說明板卡本身抗干擾能力符合要求；Tcon板受到EFT干擾的路徑包括Tcon板與主板之間的FFC線材耦合、Tcon板與Source板之間的FFC線材路徑耦合、參考地電位波動引起Tcon控制芯片工作異常等。TV板卡與Tcon板之間連接的FFC線材，本身采用的屏蔽FFC線材，且屏蔽層接地也符合要求，改變FFC線材布線方式、接地方式，EFT測試結果無改善。Tcon板與Source板之間連接的FFC線材是非屏蔽線材，線材較短，信號的參考地平面是屏的金屬背板，高頻環路面積稍大。

查看布線發現按鍵遙控線和喇叭線在Tcon板上通過，拔掉以上線纜測試無改善，拆掉整機下側塑膠蓋板，發現Wi-Fi天線、藍牙天線用黑膠帶貼附在Tcon板與Source板之間連接的FFC線材上，此處FFC線材是非屏蔽線材，因此存在空間輻射耦合的風險，如圖2所示。

圖2 天線在FFC線材正上布線

嘗試將Wi-Fi天線、藍牙天線遠離Tcon板FFC線，防止空間耦合干擾Tcon板的內部電路，導致其出現狀態異常。調整布線方式后，反復多次進行EFT測試，顯示黑屏的現象消失。

EFT注入共模電流在輸入端共模濾波器上產生高壓的同時，在金屬背板產生感應電壓通過容性耦合到Wi-Fi天線、藍牙天線。Wi-Fi天線、藍牙天線緊貼Tcon板與Source板之間的FFC線材時，干擾通過FFC線材耦合到Tcon控制芯片，由于Tcon控制芯片本身抗干擾能力較弱，導致工作狀態異常。Tcon控制芯片輸出控制AVDD電路的信號異常，導致AVDD輸出電壓低于Source板正常工作電壓，從而出現黑屏現象。

4. 整改措施

調整整機內部布線方式，使Wi-Fi天線、藍牙天線遠離Tcon板以及Tcon板與Source板連接的FFC線材，防止兩者之間空間輻射耦合，如圖3所示。

圖3 天線繞過FFC線材布線

5. 實踐效果

整改后再做±4KV EFT電快速脈沖群測試，此時黑屏現象消失，產品功能正常，實驗順利通過。

點評/點睛

EMC問題實話實說，產生的原因各種各樣，找到問題了一招搞定，找不到問題兩眼抓瞎，干著急沒辦法。給人的直覺好像問題有多么復雜，難度有多么大，其實不然，可能就是個細節，但細節決定了成敗。本案例產品EFT出現問題，經過縝密的診斷和分析，為線纜之間電磁干擾耦合所致，后通過將互聯線纜從空間上分開和隔離成功化解。本文的整改方法和思路啟示我們，不是所有的問題都是疑難雜癥，需要大動干戈，抽筋剝皮，找到問題了可能簡單的易如反掌，本案例就是很好的明證。