电子产品多功能化、高速化、小型化的发展,意味着对内部时钟频率的要求将越来越高。因为时钟信号是周期信号,所以在频域上的能量是集中在某个频率上的,这也就造成了时钟emi测试超标的问题。
在此,讲述一个时钟emi超标的重要原因:时钟信号的回流路径设计不合理。对于时钟而言,回路面积越小,辐射就越小!
1 经典实验
让我们先看一个经典的实验:
实验装置:同轴电缆的一端接信号发生器,频率可变;另一端接50ω电阻负载。同轴电缆的两端外皮(金属编织层)用一根短粗的铜线连接起来,铜线的电阻和电感都很小。在铜线上套一个电流卡钳,用示波器监视铜线中电流的大小。
实验过程:将信号源的频率从低往高调,观察铜线中电流的变化。
实验结果:当频率低于1khz时,电流几乎全部走铜线,当频率高于10mhz时,电流几乎全部同轴电缆的外屏蔽层,1khz 和10mhz 之间,两个路径都有。
实验结论:高频电流总是走电感最小的路径,也就是回路面积最小的路径。因为回路电感l = f / i (f是磁通量,i是回路电流),而磁通量跟回路面积成正比,所以回路面积小,回路电感也就小。
2 经典整改案例
这是一个仪表盘的案例,两层板,其架构如下图,仪表盘屏时钟从mcu出来,经过pcb走线到fpc插座,然后经过fpc到屏。
下图左边红色为屏时钟走线,理论上pcb中的时钟回流是紧贴着红色时钟走线,也就是按照黄色虚线回流,但实际上,从右边pcb图中我们可以看到,高亮部分是地,而红色时钟线附近的地并不完整,中间有一段是分割的,所以会导致时钟回流的时候寻找其他路径返回源端(黄色虚线),增大了时钟的回路面积,加强了辐射。
整改对策:用导线将分割的地连接起来,使屏时钟回流地完整。
整改前后测试对比:
从测试结果可以看出来,整改只是加了一根普通的导线,但是emi下降却非常明显,这体现了时钟回路面积的重要性。
所以,设计pcb时,一定要注意减小高频信号的回路面积!
usb hub芯片GL850G详解
smt贴片中的锡膏该如何选择,几种方法的介绍
汽车电瓶耗电快的原因有哪些?
Starlink 卫星互联网服务目前在美国和国外已经有 “超过 1 万名用户”
区块链技术将扰乱全球经济的几乎所有领域
时钟EMI超标的原因及解决办法
玩转人工智能,先从生物识别开始!
这种新型骗局,警惕!
基于电容式倾角传感器CAV424检测系统的软硬件设计
浅谈DC/DC电源中反馈路径的布线
看来iPhone5命不久矣:iOS 10.3.2将血洗32位应用和硬件
QFN封装应该怎么焊接?
新唐科技W77L532A主板简介
dd马达和伺服电机区别
MOS管是否有比较好的代换型号?
锂电池火灾事故的原因分析及对策研究
燃气表及燃气设备的原理及设计
EMC防护中半导体远场辐射
寿光教育城乡一体化的秘诀,藏在“教育一朵云”里
华为云赋能智能制造,助力图扑软件构造数字孪生场景