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嘉峪检测网 2025-01-21 19:06
一、案例背景
本次整改的样机是一个行车记录仪,根据客户的反馈,存在时钟单支辐射超标问题,电路的主要拓扑结构如下:
根据电路拓扑,我们可以预测,可能出现的时钟超标频点是:
1.主控芯片给到摄像头的时钟信号--24MHz及其高次谐波;
2.主控芯片给WIFI模块的时钟--48MHz及其高次谐波;
3.主控芯片给SD卡的时钟信号--48MHz及其高次谐波;
4.AHD摄像头模组时钟。
【实际摸底数据如下】:
通过测试数据可以发现,超标频点:
240MHz、288MHz、336MHz、480MHz等频点,频点间隔48MHz,可能是WIFI、SD卡的时钟48M的倍频,也可能是前摄24M的时钟倍频;同时在220MHz位置还存在一个较高的包络。
二、分析与整改
先看包络问题,一般认为是开关电源造成的,电路上除了主电路降压电路,还有一个升压电路,给后拉供电,优先排查这部分,将升压电路断开,用直流DC 5V电源给后拉供电,发现包络明显下降了,数据如下(下图数据已经对SD卡时钟加了22R,10pF滤波):
我们可以确定升压电路是包络超标问题的主要源头。
对于时钟辐射问题,由于主时钟频率的高次谐波存在相同频点叠加的可能性,需要进行分开排查分析,以确定问题源头,可做的排查措施如下:
1.针对WIFI时钟频点:可以通过软件关闭时钟信号,或者在靠近主芯片端将WIFI时钟信号走线断开;
2.针对SD卡时钟频点:将SD卡拔掉,通过近场探头可以发现SD时钟信号停止发送了;
3.针对摄像头时钟频点:可以通过软件关闭,或者断开时钟信号走线,但需要确认断开后系统是否能继续运行;
4.针对AHD摄像头时钟问题,可以通过单独给AHD模块供电测试,或者对比AHD模块存在时数据与去掉后数据对比。
通过排查,发现SD卡,摄像头时钟,WIFI时钟对辐射都有影响。其中,当断开WIFI时钟信号线时,相关频点下降更明显,所以针对这三路时钟信号都要做滤波:在时钟信号线靠近主控芯片引脚端加RC低通滤波,参数为:
22R,10pF
【截止频率计算参考】:
同时对WIFI信号其他信号走线做滤波(通过近场探头发现信号线上也存在高次谐波频点),参数为:
22R,10pF
【整改后数据如下】:
三、总结
针对时钟辐射问题,一般优先考虑在时钟信号走线layout时做包地处理,防止信号串扰到其他信号线上,同时在时钟走线上预留RC滤波位置,方便后续调整需要。
在本案例中,出现了多个时钟源高次谐波同频问题,导致辐射场强出现叠加现象,这提醒我们,在实际设计中,尽量考虑将时钟信号频率错开,避免同频率场强叠加问题。
来源:韬略科技EMC