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嘉峪檢測網(wǎng) 2022-11-15 16:55
一背景
一款行車儀輻射發(fā)射(RE)測試超標(biāo),要求通過沃爾沃車廠的標(biāo)準(zhǔn),主要超標(biāo)的頻段是高頻部分。下面圖1主要是行車記錄儀部分架構(gòu)圖,簡單分析一下該行車記錄儀的架構(gòu):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(gòu)
二數(shù)據(jù)分析問題點(diǎn)
下圖2是行車記錄儀摸底的數(shù)據(jù),可以看到超標(biāo)的點(diǎn)和危險的點(diǎn)是一些單支的數(shù)據(jù),看到這些單支有經(jīng)驗(yàn)的工程師第一反應(yīng)就是想到周期信號,而這么高頻的信號應(yīng)該是某個模塊的時鐘頻率的倍頻超標(biāo)。其中數(shù)據(jù)中的M1、M6、M7頻率分別是243MHz、783MHz、891MHz,通過看這只跟單支很有規(guī)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(jīng)過排查確定是前攝的27MHz時鐘超標(biāo)。

圖2 摸底測試數(shù)據(jù)
三整改措施
上面通過了數(shù)據(jù)確定了問題點(diǎn)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(diǎn)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(shí)物圖
圖3是在MCU給到前攝的時鐘線上串接3128展頻IC實(shí)物圖,接法采用3128的單線接法,電路中預(yù)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(shí)現(xiàn)展頻的單線接法。

圖4 加展頻IC數(shù)據(jù)
圖4是加展頻后的測試數(shù)據(jù),加展頻后發(fā)現(xiàn)27MHz的倍頻數(shù)據(jù)是有展頻,但是可以看到M5、M7兩個頻點(diǎn)沒有展開,反而超標(biāo)的更嚴(yán)重。其中這兩個頻點(diǎn)的頻率分別是486MHz和891MHz。這兩個頻點(diǎn)分別是27MHz的18倍頻和33倍頻,后面通過排查發(fā)現(xiàn)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(dǎo)致這兩個頻點(diǎn)沒有展頻反而超標(biāo)。

圖5 展頻優(yōu)化位置后的數(shù)據(jù)
圖5是優(yōu)化展頻位置后的數(shù)據(jù),可以看出優(yōu)化之后這兩個頻點(diǎn)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(jù)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(jié)
EMC整改方法首先,要根據(jù)實(shí)際情況對產(chǎn)品進(jìn)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(jù)分析結(jié)果,有針對性的措施進(jìn)行整改。那么在施加措施時要非常的注重細(xì)節(jié),如果細(xì)節(jié)不處理好有可能導(dǎo)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(diǎn)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(guī)避以下幾點(diǎn):
(1)展頻Demo板能遠(yuǎn)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(yuǎn)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(dǎo)致排線把時鐘的環(huán)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(dǎo)線連接。
(4)展頻上的外接線束盡量短。
(5)位置盡量遠(yuǎn)離一些高速信號,防止Demo板被耦合。

來源:韜略科技EMC