智能望远镜EMC整改案例分享

一、前言

我们都生活在阴沟里,但再渺小的虫子也会仰望星空!”——《三体》。不论是在繁华都市还是乡间田园,银河的奥秘总是吸引我们去探索。越来越多的人喜欢用自己独特的方式去记录世界,为这个世界创造一些新的东西。

本次案例介绍的正是一款智能望远镜,我们将与大家分享其EMC辐射发射问题。

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二、实例分析

本次介绍的智能天文望远镜测试的标准为EN55032 CLASS B。测试模式为关机充电模式,拍摄模式以及数据传输模式。首先对机器进行摸底数据测试,发现其在数据传输模式时,分别在35MHz,122MHz,480MHz频段下存在辐射发射超标问题。下图一为机器的数据传输模式的初始测试数据

初始测试数据.png 

图一:初始测试数据

从数据中看出可能是电源部分和数据传输部分引起的噪声,分析完数据之后下一步就是排查问题点所在。机器本身具备很多功能模块,不过机器板上的接口只有一个USB TYPE-C口,充电与数据传输均使用此接口。我们可以做一个初步的判断:怀疑噪声通过USB线束向外辐射严重。最简单的验证方式就是:在USB线上增加磁环并缠绕两圈。测试结果发现增加磁环能有效解决35MHZ的噪声,不过122MHZ和480MHz左右的超标问题依旧存在,

于是将磁环替换为在电源和USB信号线上分别增加共模电感,同时将机器内用于核心板和电机驱动板之间连接的USB信号线排线拉开,远离PCB板。测试结果显示仅在480MHZ存在余量不足的情况。下图为增加共模电感以及拉开USB线束后的数据。

增加共模电感及拉开线束.png

图二:增加共模电感及拉开线束

在进行了以上的验证措施之后再分析数据,同时查看机器核心板的PCB发现其EMMC_CLK时钟信号线走线过长且与其他信号线之间存在并行和交叉,同时用频谱仪进行定位验证,发现此处时钟信号线数据偏高,最后在EMMC_CLK线上做RC滤波,最终测试数据通过。最终的整改措施如下:

①电源输入端和USB信号端分别增加大电流共模电感和信号共模电感;

②将机器内部USB信号排线拉开远离PCB板;

③在EMMC_CLK线上靠近芯片端增加RC滤波;

部分整改措施及整改后测试数据.png

图三:部分整改措施及整改后测试数据

 

三、总结

  EMC整改中,机器的端口和线束往往是EMC整改的切入点,可以通过插拔接口线束以及增加磁环来做初步的验证,让工程师们迅速有效的找到问题点。当对接口线束采取措施后仍无法找到问题点时,就要注意PCB上可能存在的各种走线问题:时钟信号线是否伴地?时钟信号线是否与其他信号线交叉?去耦电容是否紧靠IC引脚放置多思考可能的干扰路径,EMC问题往往就发生在不起眼的细节中!


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