淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
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系統識別號 U0002-1907201316203200
中文論文名稱 一體機電腦電源干擾EN55022 ISN解決方案
英文論文名稱 All in one PC power interference EN55022 ISN solution
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生中文姓名 湯家傑
研究生英文姓名 Chia-Chieh Tang
學號 700440133
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-06-27
論文頁數 55頁
口試委員 指導教授-劉寅春
委員-江東昇
委員-邱謙松
中文關鍵字 一體機電腦  EN55022 ISN  電源干擾  RJ45 
英文關鍵字 All in one PC  power interference  EN55022 ISN  RJ45 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 現今消費性電子產品設計朝向高速處理器、高能源轉換效率及高傳輸速度為主要趨勢,其中電子零件為了更高速的需求,則降低工作電壓,但也因此使得系統的耐受干擾能力為之降低;另一方面,為了更佳的能源轉換效率,更換高效率的電路設計與元件,同時,也伴隨著更高的工作雜訊。
本論文針對All in one(AIO)電腦電源供應器在DC轉DC時所產生低頻雜訊傳導耦合至LAN網路,進而影響網路性能之問題為研究主題。針對此問題,我們建構一套診斷方法與分析流程,其中步驟為:一、根據ISN量測設計簡易的量測,判斷是否為系統雜訊;二、藉由切斷路徑、更換元件兩種方式以確認干擾源與干擾路徑;三、對干擾路徑實驗濾波電路。以上流程之優點可找出有效降低雜訊干擾,通過靜電測試並廣泛利用的解決方案。
英文摘要 The purpose of this thesis studies the affecting issue of network performance for All-in-one PC by power supply. The power supply in DC to DC produces the conduction of low-frequency noise that coupled the LAN network, and then affect network performance. The study based on a set of analysis methods and process. The research process is following below step.
1. According to the data of ISN measurement, we determined a signal from All-in-one PC whether is a noise.
2. By disconnecting circuit and replacing components, we found that the source of interference and the interference path.
3. We experiment a filter circuit to the interference path.
According the above process, we identify an effective way to reduce noise, passed the static test. Finally, the way could be used extensively.
論文目次 目 錄I
表目錄 III
圖目錄 IV
第一章 緒論 1
1.1 問題陳述 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 名詞解釋 3
第二章 文獻分析 4
2.1 EUROPEAN STANDARD EN 55022 [6][7] 4
2.1.1 法規內容 4
2.1.2 測試環境與儀器 6
第三章 研究方法與步驟 10
3.1 研究方法 10
3.2 研究架構 11
3.3 研究步驟 12
3.4 研究實施 12
3.4.1 分析系統雜訊 14
3.4.2 分析雜訊傳導路徑 14
3.4.3 分析AIO電腦元件工作頻率 17
3.4.4 近場量測與探針設計 18
3.3.5 提供外部電源 23
3.4.6 LAN CONNECTOR濾波能力 24
3.4.7 雜訊與傳導路徑 36
3.4.8 加入EMC測試 38
3.4.9 設計解決ISN與ESD方案 40
3.5 研究步驟與成果的共通性 47
第四章 結果與討論 51
4.1 研究結果 51
4.2 綜合討論 52
第五章 結論與建議 53
5.1 結論 53
5.2 建議 53
5.3 進一步研究之建議 53
參考文獻 55

表目錄
表一、量測直流電壓與地層 23
表二、測試LAN Connector腳位LED與GND 35
表三、測試LAN Connector腳位訊號腳 35
表四、R351 開路與短路(0 ohm) 38
表五、ESD測試設備等級評估表 39
表六、SMD 0402各電容頻率響應表 42
表七、專案一 R351 放置不同容值比較 46

圖目錄
圖1、EN55022 Class B適用的ISN法規標準值[6][7] 4
圖2、AIO系統 ISN Class B法規標線QP與AV 5
圖3、測試環境與架構圖[6][7] 6
圖4、ESH3-25之V型網路電路結構(僅以單相表示) 9
圖5、實驗流程圖 11
圖6、ISN的測試環境示意圖 13
圖7、專案一 ISN的測試圖 13
圖8、ISN 雜訊簡易分析環境測試示意圖 14
圖9、LAN connector(PTA-173A9J1A)圖示 16
圖10、LAN connector 在主板上的線路 16
圖11、網路IC線路 17
圖12、電源架構,由右下角Adaptor 12V 輸入19
圖13、近場量測12V最高值: 1.747MHz QP: 65.5 AV: 55.3 (dBμV)20
圖14、近場量測5V最高值: 1.747MHz QP: 22 AV: 18 (dBμV)20
圖15、近場量測3V最高值: 1.747MHz QP: 33.3 AV: 31.6 (dBμV)21
圖16、近場量測CPU Power最高值: 1.747MHz QP: 31 AV: 28 (dBμV)21
圖17、近場量測DDR Power最高值: 1.747MHz QP: 65.9 AV: 65.7 (dBμV) 22
圖18、近場量測LAN GND最高值: 1.747MHz QP: 66.6 AV: 65.9 (dBμV) 22
圖19、直流供應器提供19V ISN測試 24
圖20、LAN connector 測試腳位 26
圖21、L1輸入雜訊訊量測最高值:23MHz QP:69.4 AV: 69.9(dBμV) 27
圖22、L2輸入雜訊訊量測最高值: 23MHz QP: 69 AV: 69.7(dBμV ) 27
圖23、L3輸入雜訊訊量測最高值: 23MHz QP: 69.2 AV: 69.8(dBμV) 28
圖24、L4輸入雜訊訊量測最高值:23MHz QP: 69.3 AV: 69.9(dBμV) 28
圖25、G1輸入雜訊訊量測最高值: 23MHz QP: 77.7 AV: 78.2(dBμV) 29
圖26、G2輸入雜訊訊量測最高值:23MHzQP:77.8.4AV:78.4(dBμV) 29
圖27、R1輸入雜訊訊量測最高值: 19MHz QP: 75.6 AV: 76.2(dBμV) 30
圖28、R2輸入雜訊訊量測最高值:19MHz QP: 75.6 AV:76.2(dBμV) 30
圖29、R3輸入雜訊訊量測最高值: 19MHz QP: 75.5 AV:76.1(dBμV) 31
圖30、R4輸入雜訊訊量測最高值: 19MHz QP: 75.6 AV:76.1(dBμV) 31
圖31、R5輸入雜訊訊量測最高值: 19MHz QP: 75.3 AV: 75.8(dBμV) 32
圖32、R6輸入雜訊訊量測最高值:17MHzQP: 74.9 AV: 75.5(dBμV) 32
圖33、R7輸入雜訊訊量測最高值: 19MHz QP: 75.6 AV: 76.1(dBμV) 33
圖34、R8輸入雜訊訊量測最高值: 19MHz QP: 75.8 AV: 76.1(dBμV) 33
圖35、R9輸入雜訊訊量測最高值: 19MHz QP: 75.6 AV: 76.2(dBμV) 34
圖36、R10輸入雜訊訊量測最高值: 19MHz QP: 75.6 AV: 76.2(dBμV) 34
圖37、專案一 R351為0 ohm 37
圖38、專案一 將R351移除 37
圖39、ESD測試環境示意圖[8]40
圖40、TVS 元件結構示意圖 41
圖41、 0.1μF(GRM1555R70J104KA01) 42
圖42、1nF(GRM155R71H102KA01) 43
圖43、10pF(GRM155C1E100JA01) 43
圖44、專案一 R351:0.1μF 44
圖45、專案一 R351:1nF 45
圖46、專案一 R351:10pF 45
圖47、R351:TVS 295pF 46
圖48、專案二原始ISN在150KHz AV低於標準1.14dBuV 47
圖49、專案二經過調整後ISN在150KHz AV低於標準8.31dBuV 48
圖50、專案三 ISN在271KHz AV:70.8 dBuV 高於法規標準 49
圖51、專案三19V轉12V 線路 CHOCK由2.2H改為4.7H 49
圖52、專案三經過調整號ISN在271KHz AV:60.1 dBuV共下降10dBuV 50
參考文獻 [1]宋自恆,林慶仁“剖析切換式電源供應器的原理及常用元件規格” ,1.品佳股份有限公司2.中央研究院地球科學研究所,新電子科技雜誌第196期,2002年7月號。
[2]宋自恆,林慶仁“傳導性EMI量測系統的架構及原理” ,1.品佳股份有限公司2.中央研究院地球科學研究所,新電子科技雜誌第186期,2001年9月號。
[3]李永勳,李政聰 “EN55022 傳導性電信傳輸埠之電磁干擾的版本差異比較” ,1.輔仁大學電子工程學系2.輔仁大學電子工程學系,2008。
[4]梁適安,“交換式電源供給器之理論與實務設計”,全華圖書公司,台北市,398pp,1994。
[5]孫航永,“常用電子量測儀器原理” ,秀威資訊,台灣,126pp,2005。
[6]European standards,“Information technology equipment Radiodisturbance characteristics Limits and methods ofmeasurement”, December 2006.
[7]European standards,“Information technology equipment Radiodisturbance characteristics Limits and methods ofmeasurement”, December 2010.
[8]European standards,“Testing and measurement techniques Electrostatic discharge immunity test”, December 2001.
[9]Manfred,Stecher,“Limits, test methods and isns for emission and immunityon unshielded telecommunication ports”,IEEE conference publications.pp 71-74, International Symposium. 1999
[10]Yuang-Shung Lee,Cheng-Chung Lee “The Comparison of Conducted Emission in Telecommunication Ports under Different Versions of EN55022” 2008
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