電磁干擾EMI案例.

1、DDR3DDR3測(cè)試波形測(cè)試波形案例一案例一 防護(hù)器件接地錯(cuò)誤導(dǎo)致防護(hù)器件接地錯(cuò)誤導(dǎo)致ESDESD測(cè)試不通測(cè)試不通過(guò)過(guò)案例摘要案例摘要：某產(chǎn)品接口：某產(chǎn)品接口ESDESD測(cè)試出現(xiàn)死機(jī)，后分析改進(jìn)連測(cè)試出現(xiàn)死機(jī)，后分析改進(jìn)連接器與防護(hù)器件接地，最終測(cè)試通過(guò)接器與防護(hù)器件接地，最終測(cè)試通過(guò)! !分析說(shuō)明了接地在防護(hù)分析說(shuō)明了接地在防護(hù)設(shè)計(jì)中的重要性設(shè)計(jì)中的重要性! !防護(hù)器件接地錯(cuò)誤導(dǎo)致防護(hù)器件接地錯(cuò)誤導(dǎo)致ESDESD測(cè)試不通過(guò)測(cè)試不通過(guò)! !案例摘要案例摘要：某產(chǎn)品接口：某產(chǎn)品接口ESDESD測(cè)試出現(xiàn)死機(jī)，后分析改進(jìn)連測(cè)試出現(xiàn)死機(jī)，后分析改進(jìn)連接器與防護(hù)器件接地，最終測(cè)試接器與防護(hù)器件接地，最終

2、測(cè)試通過(guò)通過(guò)! !分析說(shuō)明了接地在防護(hù)設(shè)計(jì)中的重要性分析說(shuō)明了接地在防護(hù)設(shè)計(jì)中的重要性! ! 原因分析原因分析：我們?cè)谶M(jìn)行我們?cè)谶M(jìn)行ESDESD測(cè)試時(shí)，測(cè)試時(shí)， 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(duì)系統(tǒng)電短，最快泄放到大地，降低對(duì)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(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)試波形如下標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)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(méi)有接地，為懸空，這樣靜電不容易連接沒(méi)有接地，為懸空，這樣靜電不容易從機(jī)從機(jī)殼殼泄放，同時(shí)容易泄放，同時(shí)容易耦合到耦合到連接器信號(hào)管腳以及周邊走線與線連接器信號(hào)管腳以及周邊走線與線纜纜另外，防護(hù)器件靠近接口連接器，接地點(diǎn)確為較遠(yuǎn)的模擬地另外，防護(hù)器件靠近接口連接器，接地點(diǎn)確為較遠(yuǎn)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(diǎn)連接，而在單板是單點(diǎn)連接，而DGNDDGND與與PGNDPGND在在遠(yuǎn)端連接由于靜電是要泄放到大地遠(yuǎn)端連接由于靜電是

4、要泄放到大地( (就是到我們機(jī)殼的接地就是到我們機(jī)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(zhǎng)，分布電感較泄放路徑較長(zhǎng)，分布電感較大，由于靜電上升時(shí)間短，頻率較高，這樣泄放時(shí)回路大，由于靜電上升時(shí)間短，頻率較高，這樣泄放時(shí)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(huì)造成系統(tǒng)的紊瞬間就會(huì)造成系統(tǒng)的紊亂和丟包亂和丟包! !改進(jìn)后單板連接關(guān)系如下改進(jìn)后單板連接關(guān)系如下: :改進(jìn)后改進(jìn)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(hào)線上靜電電壓較快的泄放到保證耦合到接口信號(hào)線上靜電電壓較快的泄放到大地

5、大地PGNDPGND，減少對(duì)后級(jí)模擬與數(shù)字芯片的干擾減少對(duì)后級(jí)模擬與數(shù)字芯片的干擾! !解決方法解決方法：在新改進(jìn)單板中，接口在新改進(jìn)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(hù)器件，接的防護(hù)器件，接最近最近的的PGNDPGND經(jīng)驗(yàn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：在單板與系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(hù)器件，一般不能接模擬板接口的防護(hù)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(kāi)關(guān)案例二：開(kāi)關(guān)電源濾波設(shè)計(jì)電源濾波設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源噪聲分為共模噪聲與差模開(kāi)關(guān)電源噪聲分為共模噪聲與差模噪聲噪聲開(kāi)關(guān)電源傾向于采用開(kāi)關(guān)電源傾向于采用高開(kāi)關(guān)高開(kāi)關(guān)頻率，從而會(huì)頻率，從而會(huì)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(jì)評(píng)審設(shè)計(jì)評(píng)審問(wèn)題分析問(wèn)題分析：?jiǎn)栴}問(wèn)題 1 1 分析分析1.問(wèn)題 1 描述：從背板輸入的電源 12V、3.3V 沒(méi)有進(jìn)行PI 型濾波，直接進(jìn)入單板電源電路。2.問(wèn)題 1 分析：沒(méi)有濾波容易把開(kāi)關(guān)電源干擾引入單板

7、，同時(shí)也容易把單板干擾引入到電源、其他單板。3.問(wèn)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(wèn)題問(wèn)題 2 2 分析分析1.1.問(wèn)題問(wèn)題 2 2 描述：不同描述：不同電源之間有耦合電容，具體見(jiàn)下圖，電源之間有耦合電容，具體見(jiàn)下圖，不知什么不知什么原因原因2.2.問(wèn)題問(wèn)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?dāng)_。電源之間有耦合電容，容易引起串?dāng)_。3.3.問(wèn)題問(wèn)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(wèn)題問(wèn)題 3 3 分析分析1.1. 問(wèn)題問(wèn)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(jiàn)下面具體見(jiàn)下面 L2-L7L2-L7. .2 2. . 問(wèn)題問(wèn)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(wèn)題問(wèn)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(shí)際的實(shí)際的120120選選取。取。問(wèn)題問(wèn)題 4 4 分析分析1 1. . 問(wèn)題問(wèn)題 4

9、4 描述描述1)E1 1)E1 接口沒(méi)有增加共模濾波措施，容易導(dǎo)致接口沒(méi)有增加共模濾波措施，容易導(dǎo)致EMI EMI 測(cè)試超標(biāo)測(cè)試超標(biāo)2 2) )另外另外連接器沒(méi)有使用的管腳不能夠接到數(shù)字地連接器沒(méi)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(hù)直接接接口保護(hù)地地PGNDPGND。2 2. . 問(wèn)問(wèn)題題 4 4 分析分析1)E1 1)E1 電纜實(shí)際使用中對(duì)外輻射較大，需要在端口進(jìn)行濾波處理。電纜實(shí)際使用中對(duì)外輻射較大，需要在端口進(jìn)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(duì)外殼地的電容以及對(duì)外殼地的電容。2 2) )沒(méi)有

10、沒(méi)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(guò)來(lái)耦合過(guò)來(lái)耦合接口信號(hào)線接口信號(hào)線; ;3 3. . 問(wèn)題問(wèn)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(hào)為型號(hào)為T8008, T8008, 同時(shí)每根接口信號(hào)同時(shí)每根接口信號(hào)線加線加對(duì)地電容對(duì)地電容1000pf1000pf。2 2) )把把沒(méi)有使用的管腳都接接口保護(hù)地沒(méi)有使用的管腳都接接口保護(hù)地PGNDPGND問(wèn)題問(wèn)題 5 5 分析分析1.1. 問(wèn)題問(wèn)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(wèn)題問(wèn)題 5 5 分析：電源分析：電源以及輸出濾波不夠，容易導(dǎo)致對(duì)外的以及輸出濾波不夠，容易導(dǎo)致對(duì)外的輻射輻射。3 3. . 問(wèn)題問(wèn)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(shí)需要增加上的，同時(shí)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(duì)地電容，電容選取晶振輸出電阻后面需要增加對(duì)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(duì)地電容，電容選取晶振輸出電阻后面需要增加對(duì)地電容，電容選取10pf10pf問(wèn)題問(wèn)題 6 6 分析分析1.1. 問(wèn)題問(wèn)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(méi)有高頻濾波電電源沒(méi)有高頻濾波電容容。2 2. . 問(wèn)題問(wèn)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(méi)有高頻濾波電電源沒(méi)有高頻濾波電容，容易導(dǎo)致高頻干擾增加。容，容

13、易導(dǎo)致高頻干擾增加。3 3. . 問(wèn)題問(wèn)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(gè)電源管腳一個(gè)個(gè)電源管腳一個(gè)高頻電容要求高頻電容要求。問(wèn)題問(wèn)題 7 7 分析分析1.1. 問(wèn)題問(wèn)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(méi)濾波沒(méi)有高頻電容有高頻電容。2 2. . 問(wèn)題問(wèn)題 7 7 分析：電源分析：電源沒(méi)有高頻濾波電容，容易導(dǎo)致高頻干沒(méi)有高頻濾波電容，容易導(dǎo)致高頻干擾增加擾增加

14、。3 3. . 問(wèn)題問(wèn)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(gè)電源管腳一個(gè)高頻電容要求個(gè)電源管腳一個(gè)高頻電容要求問(wèn)題問(wèn)題 8 8 分析分析1.1. 問(wèn)題問(wèn)題 8 8 描述：芯片描述：芯片的差分時(shí)鐘以及電源輸入沒(méi)有采取濾的差分時(shí)鐘以及電源輸入沒(méi)有采取濾波措施波措施。2 2. . 問(wèn)題問(wèn)題 8 8 分析：時(shí)鐘分析：時(shí)鐘匹配可以抑制反射，同時(shí)可以抑制高匹配可以抑制反射，同時(shí)可以抑制高頻干擾！電源沒(méi)有高頻隔離濾波，增加磁珠和頻干擾！電源沒(méi)有高頻隔離濾波，增加磁珠和高頻電容高頻電容進(jìn)進(jìn)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(shí)鐘）時(shí)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(wèn)題問(wèn)題 9 9 分析分析1.1. 問(wèn)題問(wèn)題 9 9 描述：以太網(wǎng)描述：以太網(wǎng)口接口濾波處理不當(dāng)，容易導(dǎo)致接口超標(biāo)口接口濾波處理不當(dāng)，容易導(dǎo)致接口超標(biāo)。2.2. 問(wèn)題問(wèn)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(huì)帶出較多差分線還會(huì)帶出較多的高頻

16、噪聲干擾；的高頻噪聲干擾；2 2）沒(méi)有）沒(méi)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(duì)地濾波電容燈增加對(duì)地濾波電容, ,減小高頻噪聲，同時(shí)限流電阻位減小高頻噪聲，同時(shí)限流電阻位置不當(dāng)；置不當(dāng)；3 3. . 改善建議改善建議1 1）差分）差分信號(hào)線增加共模電感信號(hào)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(hào)為型號(hào)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(dòng)芯片與限流電阻移到驅(qū)動(dòng)芯片與 LED LED 燈之間燈之間, ,并且增加對(duì)地并且增加對(duì)地1000pF 1000pF 的電容的電容; ;案例四：時(shí)鐘信號(hào)濾波仿真案例四：時(shí)鐘信號(hào)濾波仿真通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行濾波后（匹配電阻加電容），通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行濾波后（匹配電阻加電容），可以改善信號(hào)質(zhì)量，同時(shí)降低時(shí)鐘信號(hào)對(duì)外面可以改善信號(hào)質(zhì)量，同時(shí)降低時(shí)鐘信號(hào)對(duì)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(dǎo)發(fā)射整改案例攝像頭產(chǎn)品傳導(dǎo)發(fā)射整改案例某公司攝像頭產(chǎn)品進(jìn)行某公司攝像頭產(chǎn)品進(jìn)行FCCFCC認(rèn)證，認(rèn)證，EMCEMC測(cè)試時(shí)測(cè)試時(shí)傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。電源電源輸入是直流輸入是直流24V24V，設(shè)備沒(méi)有接地線，設(shè)備沒(méi)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(biāo)超標(biāo)；說(shuō)明差模濾波與；說(shuō)明差模濾波與共模濾波有問(wèn)題；共模濾波有問(wèn)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(méi)有做濾波設(shè)沒(méi)有做濾波設(shè)計(jì)計(jì)產(chǎn)品原始狀況產(chǎn)品原始狀況原始測(cè)試數(shù)據(jù)原始測(cè)

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

20、3uF1mH+3.3uF改進(jìn)措施改進(jìn)措施6 6測(cè)試：測(cè)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(jì)需要進(jìn)行差模共模濾波；電源接口設(shè)計(jì)需要進(jìn)行差模共模濾波；測(cè)試測(cè)試超標(biāo)時(shí)需要根據(jù)相應(yīng)的頻段進(jìn)行有超標(biāo)時(shí)需要根據(jù)相應(yīng)的頻段進(jìn)行有針對(duì)性的針對(duì)性的改進(jìn)；改進(jìn)；改進(jìn)改進(jìn)EMCEMC問(wèn)題需要了解器件的特性；電容問(wèn)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(jì)設(shè)計(jì)案例七：電容在案例七：電容在PCBP

21、CB的的EMCEMC設(shè)計(jì)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)中的應(yīng)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(gè)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(gè)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(chǔ)能：儲(chǔ)能電容可以保證在負(fù)載快速變化到最重要時(shí)電壓不儲(chǔ)能：儲(chǔ)能電容可以保證在負(fù)載快速變化到最重要時(shí)電壓不會(huì)下跌。會(huì)下跌。2.2.電容自諧振問(wèn)題電容自諧振問(wèn)題兩個(gè)電容串聯(lián)時(shí)，由于兩個(gè)電容串聯(lián)時(shí)，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(huì)產(chǎn)生反諧振問(wèn)題。電阻）的存在