一前言

隨著信息技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的類型和功能模塊日益多樣化，對(duì)此要求的傳輸速率也日益提高，在模塊集成度多和傳輸速率提高的背景下，噪聲的耦合問題不可避免的日益增多起來。

二整改案例

今天分享的整改案例是來自一款掃地機(jī)產(chǎn)品，該掃地機(jī)的核心驅(qū)動(dòng)芯片時(shí)鐘已經(jīng)開啟了展頻功能，測(cè)試摸底數(shù)據(jù)如下圖：

測(cè)試摸底數(shù)據(jù)圖（1）

可以看出該產(chǎn)品的芯片時(shí)鐘開啟展頻后效果依然不理想，350MHz處的時(shí)鐘仍然超出限制10個(gè)db，查找芯片規(guī)格和引腳后發(fā)現(xiàn)350Mhz的時(shí)鐘信號(hào)的源頭是芯片端發(fā)出的串口網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘信號(hào)的倍頻。

下面是該串口時(shí)鐘的走線PCB圖片：

串口時(shí)鐘PCB圖（2）

到了這一步可能很多人就會(huì)開始在這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的走線上做處理，比如換端口電阻等測(cè)試，但有可能發(fā)現(xiàn)加上去的措施，效果一般，或者一點(diǎn)效果都沒。當(dāng)整改過程中做某個(gè)措施，效果微弱，調(diào)換參數(shù)效果也不明顯時(shí)，就應(yīng)該及時(shí)的停下重新分析問題點(diǎn)的原因。

措施：對(duì)外圍的接口線束逐一去除排除噪聲是否為外圍線束輻射出來，當(dāng)拔到按鍵板接口電路的線束時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)如下圖：

去按鍵接口線束測(cè)試圖（3）

可以看出該超標(biāo)時(shí)鐘是通過按鍵接口的外接線束輻射引起的，那么接下就可以借助頻譜儀來確定具體是由那一根線束引起的輻射超標(biāo)。

測(cè)試操作如下圖：

頻譜測(cè)試過程圖（4）

頻譜測(cè)試過程圖（5）

當(dāng)測(cè)試到雷達(dá)檢測(cè)信號(hào)的引腳時(shí)，可以得到時(shí)鐘倍頻的頻譜，但是該信號(hào)是不會(huì)傳輸這個(gè)頻率的時(shí)鐘信號(hào)的，這個(gè)時(shí)候就得看看PCB走線問題，檢查是否會(huì)和其他強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)鐘線存在耦合問題。

PCB走線如下圖：

雷達(dá)檢測(cè)線束PCB圖（6）

果然，可以看出雷達(dá)檢測(cè)的走線剛好是緊挨著時(shí)鐘源頭的串口走線，而且該強(qiáng)干擾的串口時(shí)鐘走線沒有做任何隔離措施，因而強(qiáng)干擾的時(shí)鐘信號(hào)耦合到了旁邊的雷達(dá)檢測(cè)信號(hào)線上，通過外接接口線束形成天線放大輻射出來了。

措施：因?yàn)镻CB板上無法人為做有效的隔離處理，最終在雷達(dá)檢測(cè)引腳加一個(gè)1nf濾波電容。

加上濾波電容后測(cè)試效果如下圖：

雷達(dá)檢引腳加濾波電容圖（7）

加完濾波電容測(cè)試效果圖（8）

再次測(cè)試可以看出數(shù)據(jù)已經(jīng)可以通過測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，問題解決。到這里可以確定問題點(diǎn)就是串口的時(shí)鐘干擾耦合到了雷達(dá)檢測(cè)線上，而導(dǎo)致的時(shí)鐘輻射超標(biāo)。

三如何預(yù)防耦合

對(duì)于空間耦合的預(yù)防最好是在PCB板的設(shè)計(jì)階段就做好相應(yīng)的預(yù)防措施，通常常見的處理措施有：

1.強(qiáng)干擾信號(hào)線要做好包地處理，并打上均勻的地過孔，地層的加入可以有效的減小噪聲的耦合，效果如下圖：

耦合線中間插入地線效果圖（9）

2.強(qiáng)干擾走線遵行3W原則，走線距離的拉開也可減低噪聲耦合的強(qiáng)度；

3.強(qiáng)干擾線的前端增加濾波措施，可能受干擾的走線也可以預(yù)留濾波措施；

4.強(qiáng)干擾模塊建議預(yù)留整體屏蔽罩。

四總結(jié)

空間耦合的問題往往是在PCB設(shè)計(jì)過程中容易給忽略的，這往往會(huì)引起一些難以判斷的EMC問題。通過這次的分享，希望能給大家能從中得到收益，在產(chǎn)品的前期的設(shè)計(jì)過程中盡量去規(guī)避掉可能存在的“噪聲耦合”問題，產(chǎn)品的EMC問題自然會(huì)有極大的減少。

審核編輯：劉清