一、前言
从最初的收音机到今天的智能座舱中枢,车载多媒体屏的演变,不仅是一部技术的进化史,更是一场关于出行方式的深刻变革。它早已超越了“播放器”的单一职能,正重塑着我们与车辆、与世界、与彼此连接的方式。今天要分享的EMC整改案例就是一款用在商用车上面的多媒体屏。

二、实际案例
这款车载多媒体屏的电源供电为27V±0.5V,需要测试USB播放,FM播放,蓝牙播放,倒车后视四个模式,测试标准为CISPR 25-2021-CLASS3,测试方向为X方向(测试天线对转样件连接器面),摸底数据在200MHz-1000MHz频段时钟噪声超标严重,下图为机器的USB播放模式的初始测试数据:

从测试数据图中可以发现两个超标点都是时钟噪声导致的超标,噪声幅值比较高,超出限值线接近20db。对于这种时钟问题,寻找干扰源要相对容易很多,因为它的频率比较固定,但需要特别注意的是它的耦合路径问题,耦合路径比较难排查。在测试数据图中不难发现,几个时钟频点之间的间隔为50MHz,所以两个超标时钟很可能是由50MHz的基频倍频出来的,那么我们的下一步工作就是在板子上找到这个50MHz的时钟源对其做处理。通过查看原理图PCB资料,发现BT/WIFI模块使用的CLK频率刚好是50MHz,在断开WIFI模块的供电后重新测试发现超标的时钟点消失了,测试数据通过。
问题点找到后接下来就是找到这个时钟在主板上的位置对其进行整改,打开主板的PCB资料发现该WIFI时钟基本全走的中间层,而且在过孔的地方加了pF级的对地电容做滤波,这种布线方式理论上这个时钟数据不会超标,那么我们着重看下WIFI时钟线附近是否有一些比较长的信号走线或者电源走线,会不会是通过长走线耦合放大导致的噪声超标。查看WL_CLK附近走线时发现刚好有两根很长的MIC+,MIC-走线跟它紧挨着,三根信号线走线图如下:
那么我们就有很大的理由怀疑时钟噪声就是通过MIC信号线耦合放大往外辐射的,在通过断掉MIC走线后复测,数据通过,虽然之前超标的两个时钟频点还是存在,但它的幅值不高,在限值以下,有很大的测试余量。
最终的整改方案如下:
①MIC接口处的MIC+,MIC-分别串联一个120欧阻抗的磁珠,各自对地增加1nF滤波电容;
②MIC+,MIC-信号线靠近芯片处预留的两个电容位置焊接两个220pF的对地电容;
③WL_CLK线上的5.6pF电容更改成10pF电容;
④主板背面预留的接地位置通过导电泡棉与屏的GND连接;
做完整改措施后的测试数据如下:

三、总结
在EMC整改中,有时候噪声源本身的噪声并不高,而是通过一些其他的耦合路径往外辐射,所以我们在layout时除了要特别注意敏感信号的布局,还要留意敏感信号附近的布线。
