光模塊導(dǎo)致輻射發(fā)射超標(biāo)

XXX 產(chǎn)品提供 24 個 10/100Mbps 以太網(wǎng)電口，同時設(shè)有兩個擴(kuò)展槽，在實際組網(wǎng)中根據(jù)需要配置不同的上行扣板。

在EMC 實驗室進(jìn)行 RE 測試項目中， 上行接口配置為長距離千兆光口接口板（LC 接口） 。 這時所有 24FE 電口接電纜自環(huán)，上行接口 LC 光接口接光纖自環(huán)。 測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)高頻段有幾個頻點（625MHZ,687.5MHZ,812.5MHZ,875MHZ）超標(biāo)，不能通過 CLASS B,測試結(jié)果如下：

較初測試結(jié)果

對于系統(tǒng)設(shè)備的RE 問題， 從外部來看， 一般不外乎電源， 信號電纜， 結(jié)構(gòu)縫隙泄漏幾方面原因。但由于是高頻干擾，一般不可能是電源問題，而只可能是電纜和結(jié)構(gòu)問題，因此基于此思路一般我們進(jìn)行定位。

首先我們懷疑是24 根百兆網(wǎng)線帶來的輻射， 但把網(wǎng)線拔去后進(jìn)行測試， 發(fā)現(xiàn)超標(biāo)頻點只是稍有一點下降，但不明顯。 這說明輻射的主要途徑不是通過百兆網(wǎng)線電纜。

接著我們用近場探頭對設(shè)備進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)在上行光扣板兩個側(cè)邊輻射很大，而且都是超標(biāo)頻點。于是我們懷疑扣板拉手條與主機(jī)框接觸不好，打開看，扣板拉手條上下各有一條簧片，與機(jī)框結(jié)構(gòu)接觸很好，只是兩旁沒有簧片,但由于有螺釘連接縫隙長度不會超過 1.5cm。具體如下圖：

正面看過去實物圖

從拉手條背面看示意圖

我們用導(dǎo)電銅箔處理了拉手條兩邊，處理后再用近場探頭掃描，果然兩邊輻射沒有了。這說明在高頻時，小于3cm 的縫隙也會引起輻射。

本以為問題已經(jīng)解決，但是我們用暗室進(jìn)行掃描測試時，發(fā)現(xiàn)這些頻點還是超標(biāo)，幅度還是沒有明顯的下降。這時設(shè)備上電纜只有光纖和電源。只好再次對設(shè)備進(jìn)行地毯式掃描，偶然中發(fā)現(xiàn)光纖出口有輻射，把探頭靠近接口處光纖上，輻射很大。

仔細(xì)看了光纖出口，拉手條出口不過是一個1cm×1cm 見方的小孔， 而且周圍還有屏蔽殼。 光纖使用的是 LC 接頭，公司很多產(chǎn)品應(yīng)用。具體如下圖：

LC 光纖和光模塊面板接口

原來我們一直認(rèn)為光纖處出口小，光纖不會帶出輻射，這是怎么回事？后來發(fā)現(xiàn)光纖接頭里面有一根金屬加強(qiáng)筋，約3cm 左右。而光模塊接口的 TX 發(fā)射端也是金屬， 雖然光纖插入時兩個金屬之間沒有直接接觸，但由于距離比較近，會有高頻干擾耦合到光纖接頭金屬上面，而這時光纖接頭金屬就相當(dāng)于一根單極天線， 對外把干擾頻點輻射出來。看上圖左邊一根光纖前面帶有衰減器，里面也有金屬，但比較短。如把這根光纖插入 TX 端進(jìn)行測試， 輻射幅度就會大大降低。 這從另外一面也證實了上述想法。

從以上定位分析說明系統(tǒng)主要是通過光纖接頭里面的金屬向外輻射的。

輻射途徑找到，怎么解決問題？

光纖是公司許多產(chǎn)品都使用的，應(yīng)該是國際標(biāo)準(zhǔn)，不可能更改。那么只能是含有光模塊的上行扣板本身輻射很大。上述超標(biāo)頻點全部是62.5MHZ 的倍頻，而 62.5MHZ 這個頻點只有上行扣板光模塊部分電路才有，系統(tǒng)其他部分中并無此頻點。看了上行接口單板電路和 PCB 設(shè)計，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的設(shè)計不妥之處，因此我們懷疑是光模塊器件問題，是否是其本身輻射比較大？

我們了解到此光模塊為國內(nèi)F 廠家產(chǎn)品， 為公司第一次使用。以前我們產(chǎn)品一般采用國際上 A公司產(chǎn)品，只是由于降成本考慮，想用 F 公司替代 A 公司產(chǎn)品。我們建議聯(lián)系 F 廠家了解光模塊 EMI 指標(biāo)，同時共同解決 RE 問題。另外建議開發(fā)人員更換為 A 公司產(chǎn)品進(jìn)行驗證測試。

經(jīng)過對更換為A 廠家光模塊的設(shè)備系統(tǒng)測試，可以通過 CLASS B,進(jìn)一步確信了 F 公司光模塊問題，后來 F 公司對光模塊進(jìn)行改進(jìn)，再次進(jìn)行測試， 輻射幅度有大幅度下降， 測試結(jié)果如下：

公司光模塊改進(jìn)后測試結(jié)果

這充分說明系統(tǒng)輻射的源頭是光模塊本身設(shè)計不當(dāng)，其RE 指標(biāo)達(dá)不到系統(tǒng)要求。