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嘉峪檢測網 2022-11-15 16:55
一背景
一款行車儀輻射發射(RE)測試超標,要求通過沃爾沃車廠的標準,主要超標的頻段是高頻部分。下面圖1主要是行車記錄儀部分架構圖,簡單分析一下該行車記錄儀的架構:攝像頭有兩個分別為前攝和后攝,前攝這邊是直接通過FPC排線跟MCU通信,MCU給前攝的MCLK的時鐘是27MHz。而后攝攝像頭是通過SerDes(串行解串器)連接,其中MCU給SerDes的時鐘也是27MHz。MCU外圍還搭配兩個DDR。
圖1 行車記錄儀架構
二數據分析問題點
下圖2是行車記錄儀摸底的數據,可以看到超標的點和危險的點是一些單支的數據,看到這些單支有經驗的工程師第一反應就是想到周期信號,而這么高頻的信號應該是某個模塊的時鐘頻率的倍頻超標。其中數據中的M1、M6、M7頻率分別是243MHz、783MHz、891MHz,通過看這只跟單支很有規律,單支的間距是27MHz,因此可以鎖定到MCU給到前攝攝像頭和Des上,這里遇到了一個問題是這兩邊前攝和Des都是27MHz的時鐘,經過排查確定是前攝的27MHz時鐘超標。
圖2 摸底測試數據
三整改措施
上面通過了數據確定了問題點后,我們在前攝攝像頭這里的27MHz的時鐘線上加了RC濾波,效果不是很大,后面將電阻換成磁珠效果還是差不多。后面用頻譜儀去點跟這個時鐘線并排走的信號線,信號線上面也有這個時鐘的倍頻,因此單單處理這個時鐘效果是不大的,對于這個只能從源頭處理問題了。后面采用我司專門解決時鐘EMI的問題的展頻IC。
圖3 加展頻Demo板實物圖
圖3是在MCU給到前攝的時鐘線上串接3128展頻IC實物圖,接法采用3128的單線接法,電路中預留了串接電阻,把串接電阻去掉MCU的輸出接展頻Demo板的輸入,展頻Demo板的輸出接攝像頭的輸入端,這樣就可以了實現展頻的單線接法。
圖4 加展頻IC數據
圖4是加展頻后的測試數據,加展頻后發現27MHz的倍頻數據是有展頻,但是可以看到M5、M7兩個頻點沒有展開,反而超標的更嚴重。其中這兩個頻點的頻率分別是486MHz和891MHz。這兩個頻點分別是27MHz的18倍頻和33倍頻,后面通過排查發現我們加的展頻線束比較長(從圖3可以看出),而且線束底下走的是MCU給Des的27MHz的時鐘線,27MHz的時鐘耦合到展頻Demo板上的外在線束,導致這兩個頻點沒有展頻反而超標。
圖5 展頻優化位置后的數據
圖5是優化展頻位置后的數據,可以看出優化之后這兩個頻點沒有了,也可以看到加展頻后27MHz的時鐘倍頻都展頻,而且整個噪聲都下降的比較明顯,因此根據EMC的三要素中的噪聲源頭中處理,對于時鐘這種噪聲的EMI問題建議盡量在源頭處理,這樣可以完全的解決根本問題。
四總結
EMC整改方法首先,要根據實際情況對產品進行診斷,分析其干擾源所在及其相互干擾的途徑和方式。再根據分析結果,有針對性的措施進行整改。那么在施加措施時要非常的注重細節,如果細節不處理好有可能導致有效果的措施無效。讓噪聲源頭與我們擦肩而過。上面的案例也是在加措施時沒有考慮到一些注意事項,差點讓我們加展頻的措施效果沒有那么明顯。因此后面再使用展頻是可以規避以下幾點:
(1)展頻Demo板能遠離端口盡量原理端口,防止時鐘耦合到端口的線束上。
(2)供電盡量不采電源走的比較遠的電源,比如FPC排線比較長的屏供電或攝像頭的供電,防止時鐘耦合到電源,導致排線把時鐘的環路增大。
(3)Demo接地能和板子上的地直接連盡量接,盡量不采用導線連接。
(4)展頻上的外接線束盡量短。
(5)位置盡量遠離一些高速信號,防止Demo板被耦合。
來源:韜略科技EMC