1、輻射源頭分析
該P(yáng)CB上有一個(gè)12MHz的晶體。其中超標(biāo)頻點(diǎn)恰好都是12MHz的倍頻,而分析該機(jī)器容易EMI輻射超標(biāo)的屏和攝像頭,發(fā)現(xiàn)LCD-CLK是33MHz,而攝像頭MCLK是24MHz。
通過排除法,發(fā)現(xiàn)去掉攝像頭后,超標(biāo)點(diǎn)依然存在,而通過屏蔽12MHz晶體,超標(biāo)點(diǎn)有降低,由此判斷144MHz超標(biāo)點(diǎn)與晶體有關(guān),PCB布局如下:
2、輻射產(chǎn)生原理
從PCB布局可以看出,12MHz的晶體正好布置在了PCB邊緣,當(dāng)產(chǎn)品放置于輻射發(fā)射的測試環(huán)境中時(shí),被測產(chǎn)品的高速器件與實(shí)驗(yàn)室中參考地會形成一定的容性耦合,產(chǎn)生寄生電容,導(dǎo)致出現(xiàn)共模輻射,寄生電容越大,共模輻射越強(qiáng);而寄生電容實(shí)質(zhì)就是晶體與參考地之間的電場分布,當(dāng)兩者之間電壓恒定時(shí),兩者之間電場分布越多,兩者之間電場強(qiáng)度就越大,寄生電容也會越大,晶體在PCB邊緣與在PCB中間時(shí)電場分布如下:
從圖中可以看出,當(dāng)晶振布置在PCB中間,或離PCB邊緣較遠(yuǎn)時(shí),由于PCB中工作地(GND)平面的存在,使大部分的電場控制在晶振與工作地之間,即在PCB內(nèi)部,分布到參考接地板的電場大大減小,導(dǎo)致輻射發(fā)射就降低了。
3、處理措施
將晶振內(nèi)移,使其離PCB邊緣至少1cm以上的距離,并在PCB表層離晶振1cm的范圍內(nèi)敷銅,同時(shí)把表層的銅通過過孔與PCB地平面相連。經(jīng)過修改后的測試結(jié)果頻譜圖如下,從圖可以看出,輻射發(fā)射有了明顯改善。
4、思考與啟示
高速的印制線或器件與參考接地板之間的容性耦合,會產(chǎn)生EMI問題,敏感印制線或器件布置在PCB邊緣會產(chǎn)生抗擾度問題。 如果設(shè)計(jì)中由于其他一些原因一定要布置在PCB邊緣,那么可以在印制線邊上再布一根工作地線,并多增加過孔將此工作地線與工作地平面相連。
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