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多时钟辐射超标案例分享

原创 韬略科技EMC 2025-01-21 11:30
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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。

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