作者：韋雪梅、方新杰

一. 前言

在高速發(fā)展的數字化時(shí)代，電路中的時(shí)鐘信號頻率也越來(lái)越高，由于時(shí)鐘信號在頻譜上表現為能量集中的窄帶頻譜，這常常給我們的產(chǎn)品過(guò)EMI測試帶來(lái)極大的困擾。除此之外，電路上還可能存在一些預期以外的類(lèi)時(shí)鐘干擾，在頻譜上表現為窄帶峰值，令人不知所措。本期小編將和大家一起來(lái)探討如何應對電路中那些奇怪的類(lèi)時(shí)鐘頻率輻射問(wèn)題。

二. 案例介紹

客戶(hù)的產(chǎn)品為一個(gè)顯示屏驅動(dòng)電路，通過(guò)將主控傳輸過(guò)來(lái)的高速串行信號進(jìn)行解碼，再傳送到顯示屏。主要模塊分為三部分，一個(gè)是背光升壓模塊，用于給背光供電，開(kāi)關(guān)頻率為2.2MHz，一個(gè)是降壓模塊，給解串IC供電，開(kāi)關(guān)頻率為500KHz，另一個(gè)是信號解串模塊，解串后輸出LVDS時(shí)鐘頻率為48MHz。簡(jiǎn)單電路框架如下：

三. 整改過(guò)程回顧

1.測試數據

從上面的數據中可以看到，出現了10MHz間隔的頻率點(diǎn)，并且在154MHz頻點(diǎn)處超標。

2.分析

縱觀(guān)整個(gè)電路板，開(kāi)關(guān)電源PWM頻率分別為500KHz和2.2MHz，解串芯片輸出時(shí)鐘為48MHz，并不存在10MHz或者相關(guān)整數倍的頻率。

猜想1：這個(gè)頻率可能是主控那邊的，因為測試的時(shí)候主控也在工作，且處在同個(gè)暗室內進(jìn)行測試；

猜想2：這個(gè)頻率就是驅動(dòng)電路這邊的，可能是芯片內部工作時(shí)產(chǎn)生的時(shí)鐘，通過(guò)某種路徑對外輻射。

針對猜想1：通過(guò)將主控部分放到屏蔽箱，同時(shí)在主控信號線(xiàn)和電源線(xiàn)增加磁環(huán)濾波測試，將主控可能的空間輻射和線(xiàn)束輻射路徑堵住，測試后發(fā)現對應頻點(diǎn)沒(méi)有改善，說(shuō)明問(wèn)題不在主控部分。

針對猜想2：將驅動(dòng)電路板的電源斷開(kāi)，頻點(diǎn)消失，說(shuō)明該頻點(diǎn)存在于驅動(dòng)電路板。

3. 問(wèn)題定位與對策

通過(guò)分析，可以定位到問(wèn)題點(diǎn)存在于驅動(dòng)電路板，接下來(lái)需要確認是哪個(gè)模塊造成的問(wèn)題。

猜想1：背光模塊
猜想2：降壓模塊
猜想3：解串IC

由于有三個(gè)模塊，我們需要逐一排查，排查的手段有三種：

（1）找對應芯片手冊，看是否有提及相關(guān)頻率；
（2）用頻譜儀進(jìn)行問(wèn)題定位；
（3）將模塊逐個(gè)斷開(kāi)進(jìn)行驗證。

用第一種方法查規格書(shū)并沒(méi)有找到相關(guān)頻點(diǎn)，第二種方法是最便捷的，但由于手頭沒(méi)有頻譜儀，只能采用第三種方法排查問(wèn)題。

優(yōu)先處理背光模塊，因為背光模塊不影響另外兩個(gè)模塊的工作。第一步，把背光使能腳下拉，無(wú)效；第二步，為了徹底將背光模塊關(guān)閉，將背光輸入電源斷開(kāi)，頻點(diǎn)消失。

現在我們可以鎖定問(wèn)題點(diǎn)就是背光模塊，雖然不知道芯片內部的運作模式，但我們可以通過(guò)外圍濾波，抑制噪聲輻射。下面是升壓芯片的推薦電路圖：

由于沒(méi)辦法確定具體哪個(gè)引腳有噪聲，所以我們先針對那些走線(xiàn)長(cháng)的引腳以及做濾波也不會(huì )影響功能的引腳做處理，如LED負極走線(xiàn)和LDO輸出引腳，實(shí)際操作中，我們針對LDO輸出引腳加了1nF電容濾波，對LED負極引腳加了磁珠和電容的二級濾波，效果明顯。整改后數據如下：

可以看到，之前的134MHz，144MHz，154MHz頻點(diǎn)已經(jīng)不明顯。

四. 總結

時(shí)鐘問(wèn)題是EMC領(lǐng)域非常令人頭大的問(wèn)題之一，處理時(shí)鐘問(wèn)題需要關(guān)注時(shí)鐘信號源頭，時(shí)鐘倍頻，可能的輻射路徑，耦合路徑等，做到心中有數。有時(shí)候我們不得不面對一些奇怪的頻率點(diǎn)，單純從電路上沒(méi)辦法知道源頭在哪里，這種時(shí)候更需要冷靜地排查，整改EMC問(wèn)題，需要的不正是細心與耐心嗎？