行车记录仪RE整改分享

原创 韬略科技EMC 2022-11-15 14:34

背景

一款行车仪辐射发射(RE)测试超标,要求通过沃尔沃车厂的标准,主要超标的频段是高频部分。下面图1主要是行车记录仪部分架构图,简单分析一下该行车记录仪的架构:摄像头有两个分别为前摄和后摄,前摄这边是直接通过FPC排线跟MCU通信,MCU给前摄的MCLK的时钟是27MHz。而后摄摄像头是通过SerDes(串行解串器)连接,其中MCU给SerDes的时钟也是27MHz。MCU外围还搭配两个DDR。

图1 行车记录仪架构


数据分析问题点

下图2是行车记录仪摸底的数据,可以看到超标的点和危险的点是一些单支的数据,看到这些单支有经验的工程师第一反应就是想到周期信号,而这么高频的信号应该是某个模块的时钟频率的倍频超标。其中数据中的M1、M6、M7频率分别是243MHz、783MHz、891MHz,通过看这只跟单支很有规律,单支的间距是27MHz,因此可以锁定到MCU给到前摄摄像头和Des上,这里遇到了一个问题是这两边前摄和Des都是27MHz的时钟,经过排查确定是前摄的27MHz时钟超标。

图2 摸底测试数据

整改措施

上面通过了数据确定了问题点后,我们在前摄摄像头这里的27MHz的时钟线上加了RC滤波,效果不是很大,后面将电阻换成磁珠效果还是差不多。后面用频谱仪去点跟这个时钟线并排走的信号线,信号线上面也有这个时钟的倍频,因此单单处理这个时钟效果是不大的,对于这个只能从源头处理问题了。后面采用我司专门解决时钟EMI的问题的展频IC。

         图3 加展频Demo板实物图

图3是在MCU给到前摄的时钟线上串接3128展频IC实物图,接法采用3128的单线接法,电路中预留了串接电阻,把串接电阻去掉MCU的输出接展频Demo板的输入,展频Demo板的输出接摄像头的输入端,这样就可以了实现展频的单线接法。

图4 加展频IC数据

图4是加展频后的测试数据,加展频后发现27MHz的倍频数据是有展频,但是可以看到M5、M7两个频点没有展开,反而超标的更严重。其中这两个频点的频率分别是486MHz和891MHz。这两个频点分别是27MHz的18倍频和33倍频,后面通过排查发现我们加的展频线束比较长(从图3可以看出),而且线束底下走的是MCU给Des的27MHz的时钟线,27MHz的时钟耦合到展频Demo板上的外在线束,导致这两个频点没有展频反而超标。

图5  展频优化位置后的数据

图5是优化展频位置后的数据,可以看出优化之后这两个频点没有了,也可以看到加展频后27MHz的时钟倍频都展频,而且整个噪声都下降的比较明显,因此根据EMC的三要素中的噪声源头中处理,对于时钟这种噪声的EMI问题建议尽量在源头处理,这样可以完全的解决根本问题。

总结

EMC整改方法首先,要根据实际情况对产品进行诊断,分析其干扰源所在及其相互干扰的途径和方式。再根据分析结果,有针对性的措施进行整改。那么在施加措施时要非常的注重细节,如果细节不处理好有可能导致有效果的措施无效。让噪声源头与我们擦肩而过。上面的案例也是在加措施时没有考虑到一些注意事项,差点让我们加展频的措施效果没有那么明显。因此后面再使用展频是可以规避以下几点:

(1)展频Demo板能远离端口尽量原理端口,防止时钟耦合到端口的线束上。

(2)供电尽量不采电源走的比较远的电源,比如FPC排线比较长的屏供电或摄像头的供电,防止时钟耦合到电源,导致排线把时钟的环路增大。

(3)Demo接地能和板子上的地直接连尽量接,尽量不采用导线连接。

(4)展频上的外接线束尽量短。

(5)位置尽量远离一些高速信号,防止Demo板被耦合。


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