電磁干擾EMI案例.

1、DDR3DDR3測試波形測試波形案例一案例一 防護器件接地錯誤導致防護器件接地錯誤導致ESDESD測試不通測試不通過過案例摘要案例摘要：某產(chǎn)品接口：某產(chǎn)品接口ESDESD測試出現(xiàn)死機，后分析改進連測試出現(xiàn)死機，后分析改進連接器與防護器件接地，最終測試通過接器與防護器件接地，最終測試通過! !分析說明了接地在防護分析說明了接地在防護設(shè)計中的重要性設(shè)計中的重要性! !防護器件接地錯誤導致防護器件接地錯誤導致ESDESD測試不通過測試不通過! !案例摘要案例摘要：某產(chǎn)品接口：某產(chǎn)品接口ESDESD測試出現(xiàn)死機，后分析改進連測試出現(xiàn)死機，后分析改進連接器與防護器件接地，最終測試接器與防護器件接地，最終

2、測試通過通過! !分析說明了接地在防護設(shè)計中的重要性分析說明了接地在防護設(shè)計中的重要性! ! 原因分析原因分析：我們在進行我們在進行ESDESD測試時，測試時， 有接地線的設(shè)備主要看其的靜電泄放有接地線的設(shè)備主要看其的靜電泄放能力，要求靜電能力，要求靜電泄放途徑泄放途徑短，最快泄放到大地，降低對系統(tǒng)電短，最快泄放到大地，降低對系統(tǒng)電路的影響路的影響! !一般靜電釋放的波形上升沿很陡，速一般靜電釋放的波形上升沿很陡，速度比較快，為度比較快，為1ns1ns左右左右! !標準要求的測試波形如下標準要求的測試波形如下: : 原先單板原理連接關(guān)系如下原先單板原理連接關(guān)系如下: :首先由于首先由于RJ45

3、RJ45連接沒有接地，為懸空，這樣靜電不容易連接沒有接地，為懸空，這樣靜電不容易從機從機殼殼泄放，同時容易泄放，同時容易耦合到耦合到連接器信號管腳以及周邊走線與線連接器信號管腳以及周邊走線與線纜纜另外，防護器件靠近接口連接器，接地點確為較遠的模擬地另外，防護器件靠近接口連接器，接地點確為較遠的模擬地AGND.AGND.盡管單板數(shù)字盡管單板數(shù)字地地DGNDDGND、模擬地、模擬地AGNDAGND和和PGNDPGND是相連的但是相連的但AGNDAGND與與DGNDDGND在單板是單點連接，而在單板是單點連接，而DGNDDGND與與PGNDPGND在在遠端連接由于靜電是要泄放到大地遠端連接由于靜電是

4、要泄放到大地( (就是到我們機殼的接地就是到我們機殼的接地PGND)PGND)但從上圖可以看出但從上圖可以看出，靜電，靜電泄放路徑較長，分布電感較泄放路徑較長，分布電感較大，由于靜電上升時間短，頻率較高，這樣泄放時回路大，由于靜電上升時間短，頻率較高，這樣泄放時回路阻抗比較大，靜電就得不到很好泄放阻抗比較大，靜電就得不到很好泄放! !瞬間就會造成系統(tǒng)的紊瞬間就會造成系統(tǒng)的紊亂和丟包亂和丟包! !改進后單板連接關(guān)系如下改進后單板連接關(guān)系如下: :改進后改進后RJ45RJ45連接充分接地，另外連接充分接地，另外保證耦合到接口信號線上靜電電壓較快的泄放到保證耦合到接口信號線上靜電電壓較快的泄放到大地

5、大地PGNDPGND，減少對后級模擬與數(shù)字芯片的干擾減少對后級模擬與數(shù)字芯片的干擾! !解決方法解決方法：在新改進單板中，接口在新改進單板中，接口RJ45RJ45金屬連接器管腳接金屬連接器管腳接PGND;PGND;另外單板另外單板接口接口的防護器件，接的防護器件，接最近最近的的PGNDPGND經(jīng)驗總結(jié)經(jīng)驗總結(jié)：在單板與系統(tǒng)設(shè)計中，我們要注意接口金屬連接器，不能夠懸在單板與系統(tǒng)設(shè)計中，我們要注意接口金屬連接器，不能夠懸空，需要接空，需要接PGND!PGND!另外單另外單板接口的防護器件，一般不能接模擬板接口的防護器件，一般不能接模擬地，需要接最近的地，需要接最近的PGNDPGND，以保證最快最短

6、的，以保證最快最短的泄放路徑泄放路徑! !案例二：開關(guān)案例二：開關(guān)電源濾波設(shè)計電源濾波設(shè)計開關(guān)電源噪聲分為共模噪聲與差模開關(guān)電源噪聲分為共模噪聲與差模噪聲噪聲開關(guān)電源傾向于采用開關(guān)電源傾向于采用高開關(guān)高開關(guān)頻率，從而會頻率，從而會產(chǎn)生高產(chǎn)生高電平噪聲，電平噪聲，可以可以分解為分解為差模噪聲與共模差模噪聲與共模噪聲。噪聲。案例三：案例三：XX XX 產(chǎn)品原理圖產(chǎn)品原理圖EMC EMC 設(shè)計評審設(shè)計評審問題分析問題分析：問題問題 1 1 分析分析1.問題 1 描述：從背板輸入的電源 12V、3.3V 沒有進行PI 型濾波，直接進入單板電源電路。2.問題 1 分析：沒有濾波容易把開關(guān)電源干擾引入單板

7、，同時也容易把單板干擾引入到電源、其他單板。3.問題 1 改善建議：增加 PI 型濾波電路，電感取10uH 或22uH，通流量根據(jù)單板要求選取，電容為22uF加上0.01uF 組合。問題問題 2 2 分析分析1.1.問題問題 2 2 描述：不同描述：不同電源之間有耦合電容，具體見下圖，電源之間有耦合電容，具體見下圖，不知什么不知什么原因原因2.2.問題問題 2 2 分析：不同分析：不同電源之間有耦合電容，容易引起串擾。電源之間有耦合電容，容易引起串擾。3.3.問題問題 2 2 改善改善建議：建議建議：建議去處這些電容去處這些電容問題問題 3 3 分析分析1.1. 問題問題 3 3 描述：高頻描

8、述：高頻電源濾波所用磁珠，高頻阻抗太小。電源濾波所用磁珠，高頻阻抗太小。具體見下面具體見下面 L2-L7L2-L7. .2 2. . 問題問題 3 3 分析：數(shù)字電路分析：數(shù)字電路高頻干擾濾波磁珠高頻干擾濾波磁珠 100MHZ 100MHZ 阻抗阻抗40 40 歐姆太小，濾波不夠歐姆太小，濾波不夠。3. . 問題問題 3 3 改善改善建議：數(shù)字電路建議：數(shù)字電路高頻干擾濾波通常要選擇磁高頻干擾濾波通常要選擇磁珠珠 100MHZ 100MHZ 阻抗阻抗600 600 歐姆以上，通流量按照歐姆以上，通流量按照實際的實際的120120選選取。取。問題問題 4 4 分析分析1 1. . 問題問題 4

9、4 描述描述1)E1 1)E1 接口沒有增加共模濾波措施，容易導致接口沒有增加共模濾波措施，容易導致EMI EMI 測試超標測試超標2 2) )另外另外連接器沒有使用的管腳不能夠接到數(shù)字地連接器沒有使用的管腳不能夠接到數(shù)字地GND GND 上面去上面去, ,需要需要直接接接口保護直接接接口保護地地PGNDPGND。2 2. . 問問題題 4 4 分析分析1)E1 1)E1 電纜實際使用中對外輻射較大，需要在端口進行濾波處理。電纜實際使用中對外輻射較大，需要在端口進行濾波處理。通常情況下需要通常情況下需要增加共模增加共模電感濾波電感濾波, ,以及對外殼地的電容以及對外殼地的電容。2 2) )沒有

10、沒有使用的連接器接口管腳如果接到數(shù)字地使用的連接器接口管腳如果接到數(shù)字地, ,容易把數(shù)字地容易把數(shù)字地三面的高頻噪聲帶三面的高頻噪聲帶過來耦合過來耦合接口信號線接口信號線; ;3 3. . 問題問題 4 4 改善建議改善建議1 1) )建議建議增加配套的共模濾波電感。廠家為增加配套的共模濾波電感。廠家為PULSE, PULSE, 型號為型號為T8008, T8008, 同時每根接口信號同時每根接口信號線加線加對地電容對地電容1000pf1000pf。2 2) )把把沒有使用的管腳都接接口保護地沒有使用的管腳都接接口保護地PGNDPGND問題問題 5 5 分析分析1.1. 問題問題 5 5 描述

11、：描述：2M2M、100M 100M 晶振電源濾波高頻晶振電源濾波高頻不夠。不夠。2 2. . 問題問題 5 5 分析：電源分析：電源以及輸出濾波不夠，容易導致對外的以及輸出濾波不夠，容易導致對外的輻射輻射。3 3. . 問題問題 5 5 改善改善建議：建議：1 1）2M 2M 晶振的電源需要選取磁珠濾波，磁珠選取低頻效果比晶振的電源需要選取磁珠濾波，磁珠選取低頻效果比較好的較好的2 2）100M 100M 晶振的電源需要選取高頻磁珠晶振的電源需要選取高頻磁珠100M 100M 阻抗阻抗600 600 歐姆以歐姆以上的，同時需要增加上的，同時需要增加高頻電容高頻電容560pf560pf。3 3

12、）2M 2M 晶振輸出電阻后面需要增加對地電容，電容選取晶振輸出電阻后面需要增加對地電容，電容選取100pf100pf。4 4）100M 100M 晶振輸出電阻后面需要增加對地電容，電容選取晶振輸出電阻后面需要增加對地電容，電容選取10pf10pf問題問題 6 6 分析分析1.1. 問題問題 6 6 描述：描述：3.3V3.3V、2.5V 2.5V 以及以及1.8V 1.8V 電源沒有高頻濾波電電源沒有高頻濾波電容容。2 2. . 問題問題 6 6 分析：分析：3.3V3.3V、2.5V 2.5V 以及以及1.8V 1.8V 電源沒有高頻濾波電電源沒有高頻濾波電容，容易導致高頻干擾增加。容，容

13、易導致高頻干擾增加。3 3. . 問題問題 6 6 改善改善建議：建議：3.3V3.3V、2.5V 2.5V 以及以及1.8V 1.8V 電源增加高頻濾電源增加高頻濾波電容波電容1000pf1000pf，滿足，滿足2 2 個電源管腳一個個電源管腳一個高頻電容要求高頻電容要求。問題問題 7 7 分析分析1.1. 問題問題 7 7 描述：芯片描述：芯片電源電源 VCC_TVDD0VCC_TVDD0，VCC_RVDD0 VCC_RVDD0 濾波沒濾波沒有高頻電容有高頻電容。2 2. . 問題問題 7 7 分析：電源分析：電源沒有高頻濾波電容，容易導致高頻干沒有高頻濾波電容，容易導致高頻干擾增加擾增加

14、。3 3. . 問題問題 7 7 改善改善建議：電源建議：電源增加高頻濾波電容增加高頻濾波電容 1000pf1000pf，滿足，滿足2 2 個電源管腳一個高頻電容要求個電源管腳一個高頻電容要求問題問題 8 8 分析分析1.1. 問題問題 8 8 描述：芯片描述：芯片的差分時鐘以及電源輸入沒有采取濾的差分時鐘以及電源輸入沒有采取濾波措施波措施。2 2. . 問題問題 8 8 分析：時鐘分析：時鐘匹配可以抑制反射，同時可以抑制高匹配可以抑制反射，同時可以抑制高頻干擾！電源沒有高頻隔離濾波，增加磁珠和頻干擾！電源沒有高頻隔離濾波，增加磁珠和高頻電容高頻電容進進行高頻噪聲濾波行高頻噪聲濾波; ;3 3

15、. . 改善建議改善建議1 1）時鐘）時鐘輸出增加輸出增加 22 22 歐姆的匹配電阻歐姆的匹配電阻; ;2 2）電源）電源輸入增加輸入增加 100MHz 100MHz 阻抗阻抗600 600 歐姆以上的磁珠和歐姆以上的磁珠和1000pF 1000pF 的高頻電容濾波的高頻電容濾波; ;問題問題 9 9 分析分析1.1. 問題問題 9 9 描述：以太網(wǎng)描述：以太網(wǎng)口接口濾波處理不當，容易導致接口超標口接口濾波處理不當，容易導致接口超標。2.2. 問題問題 9 9 分析分析1 1）由于）由于共模變壓器的高頻隔離效果有限共模變壓器的高頻隔離效果有限, , 差分線還會帶出較多差分線還會帶出較多的高頻

16、噪聲干擾；的高頻噪聲干擾；2 2）沒有）沒有濾波的電源容易把高頻噪聲帶給網(wǎng)口變壓器的線圈濾波的電源容易把高頻噪聲帶給網(wǎng)口變壓器的線圈, , 從從而從網(wǎng)口差分線帶出而從網(wǎng)口差分線帶出; ;3 3）LED LED 燈增加對地濾波電容燈增加對地濾波電容, ,減小高頻噪聲，同時限流電阻位減小高頻噪聲，同時限流電阻位置不當；置不當；3 3. . 改善建議改善建議1 1）差分）差分信號線增加共模電感信號線增加共模電感, ,廠家為日本村田公司廠家為日本村田公司, ,型號為型號為: : DLP31SN551ML2.DLP31SN551ML2DLP31SN551ML2.DLP31SN551ML2( (共模電感共

17、模電感) )2 2）增加）增加PIPI型濾波電路型濾波電路, ,磁珠磁珠+10uF+1000pF,+10uF+1000pF,其中需要選取高頻磁其中需要選取高頻磁珠珠100M100M阻抗阻抗600600歐姆以上的歐姆以上的. .3 3）把）把限流電阻移到驅(qū)動芯片與限流電阻移到驅(qū)動芯片與 LED LED 燈之間燈之間, ,并且增加對地并且增加對地1000pF 1000pF 的電容的電容; ;案例四：時鐘信號濾波仿真案例四：時鐘信號濾波仿真通過時鐘信號進行濾波后（匹配電阻加電容），通過時鐘信號進行濾波后（匹配電阻加電容），可以改善信號質(zhì)量，同時降低時鐘信號對外面可以改善信號質(zhì)量，同時降低時鐘信號對外

18、面高頻干擾！高頻干擾！案例五：案例五：攝像頭產(chǎn)品傳導發(fā)射整改案例攝像頭產(chǎn)品傳導發(fā)射整改案例某公司攝像頭產(chǎn)品進行某公司攝像頭產(chǎn)品進行FCCFCC認證，認證，EMCEMC測試時測試時傳導發(fā)射超標。傳導發(fā)射超標。電源電源輸入是直流輸入是直流24V24V，設(shè)備沒有接地線，設(shè)備沒有接地線。分析：分析：1 1、低頻兩百多、低頻兩百多KHZKHZ以及以及1 16 MHZ6 MHZ頻段頻段超標超標；說明差模濾波與；說明差模濾波與共模濾波有問題；共模濾波有問題；2 2、結(jié)合電源接口電路分析發(fā)現(xiàn)，接口、結(jié)合電源接口電路分析發(fā)現(xiàn)，接口根本就根本就沒有做濾波設(shè)沒有做濾波設(shè)計計產(chǎn)品原始狀況產(chǎn)品原始狀況原始測試數(shù)據(jù)原始測

19、試數(shù)據(jù)改進措施改進措施1 1測試：測試：2.2mH+100uH2.2mH+100uH( (差模差模電感電感）2 21mH+1uF1mH+1uF改進措施改進措施2 2測試：測試：2.2mH+100uH(2.2mH+100uH(差模差模電感）電感） 2 2 1mH+1uF1mH+1uF3.3uf3.3uf改進措施改進措施3 3測試：測試：2.2mH+100uH2.2mH+100uH( (差差模電感）模電感） 2+1uF2+1uF3.3uf3.3uf改進措施改進措施4 4測試：測試：100uH(100uH(差模差模電感電感） 2 2 3.3uf3.3uf改進措施改進措施5 5測試：測試：1mH+3.

20、3uF1mH+3.3uF改進措施改進措施6 6測試：測試：1mH+100uH1mH+100uH( (差模差模電感電感） 2 2 3.3uF3.3uF差模、共模措施差模、共模措施需要需要到位！到位！案例總結(jié)案例總結(jié)電源接口設(shè)計需要進行差模共模濾波；電源接口設(shè)計需要進行差模共模濾波；測試測試超標時需要根據(jù)相應的頻段進行有超標時需要根據(jù)相應的頻段進行有針對性的針對性的改進；改進；改進改進EMCEMC問題需要了解器件的特性；電容問題需要了解器件的特性；電容，電感，電感，共模電感，共模電感具體有效濾波頻率；具體有效濾波頻率；案例六：濾波案例六：濾波和路徑和路徑設(shè)計設(shè)計案例七：電容在案例七：電容在PCBP

21、CB的的EMCEMC設(shè)計中的應用設(shè)計中的應用1.1.濾波電容的種類：濾波電容的種類：去去耦：打破系統(tǒng)或電路的端口之間的耦合，以保證正常的操耦：打破系統(tǒng)或電路的端口之間的耦合，以保證正常的操 作。作。旁路：在瞬態(tài)能量產(chǎn)生的地方為其提供一個到地的低阻抗通旁路：在瞬態(tài)能量產(chǎn)生的地方為其提供一個到地的低阻抗通路。是良好退藕的必備條件之一。路。是良好退藕的必備條件之一。儲能：儲能電容可以保證在負載快速變化到最重要時電壓不儲能：儲能電容可以保證在負載快速變化到最重要時電壓不會下跌。會下跌。2.2.電容自諧振問題電容自諧振問題兩個電容串聯(lián)時，由于兩個電容串聯(lián)時，由于ESL(ESL(等效串聯(lián)電感等效串聯(lián)電感) )和和ESRESR（等效串聯(lián)（等效串聯(lián)電阻）的存在，會產(chǎn)生反諧振問題。電阻）的存在