地阻抗對(duì)時(shí)鐘的影響

作者： 謝敏釗，來源： 韜略科技EMC微信公眾號(hào)

一. 前言

隨著科技和智能設(shè)備的飛速發(fā)展，越來越多的電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，但隨之而來的電磁輻射問題也越來越多，電磁輻射污染問題成為了繼大氣污染、水污染及噪聲污染之后的第四大污染，復(fù)雜的電磁環(huán)境不僅容易在電子產(chǎn)品間相互影響，嚴(yán)重的還會(huì)影響到我們的生活質(zhì)量以及我們的身心健康。而時(shí)鐘問題作為EMC測試中最常見的輻射問題之一，對(duì)工程師的困擾也十分嚴(yán)重，而鋪地接地作為硬件工程師LAYOUT基本技能之一，也蘊(yùn)藏的很多學(xué)問在里面，稍有不慎，就可能導(dǎo)致EMC輻射超標(biāo)，本文則針對(duì)該問題結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行探討。

二. 實(shí)際案例

本文的主角是一款后裝車機(jī)，經(jīng)過測試摸底確認(rèn)為時(shí)鐘輻射超標(biāo)，具體數(shù)據(jù)如下：

經(jīng)過頻譜儀和時(shí)鐘篩查后，最終鎖定在某個(gè)模塊的時(shí)鐘上，如下圖：

（可以借助頻譜儀鎖定具體問題點(diǎn)）

三. 整改過程

具體問題源頭鎖定后，開始進(jìn)行下一步的整改，采用常規(guī)的電阻、磁珠、電容濾波效果都不佳后，那就要繼續(xù)往其他的角度去思考是不是某個(gè)模塊或者線路或者地設(shè)計(jì)有問題導(dǎo)致，濾波基本都沒有效果。

繼續(xù)用頻譜儀點(diǎn)板上的地，發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘接受端模塊的地（模擬地）有超標(biāo)頻點(diǎn)的時(shí)鐘出現(xiàn)，比底噪高出十幾個(gè)dB，而用探針點(diǎn)系統(tǒng)地卻沒有超標(biāo)時(shí)鐘出現(xiàn)，說明模擬地被時(shí)鐘“污染”導(dǎo)致會(huì)影響到其他的走線，所以我們需要對(duì)地進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。雖然該板子已經(jīng)有一個(gè)0Ω電阻接地，但是明顯該接地點(diǎn)并不能起到降低地阻抗的效果。在研究了PCB后，我們需要增加幾個(gè)接地點(diǎn)以優(yōu)化模擬地阻抗和噪聲回路。

（增加0Ω電阻位置優(yōu)化接地阻抗）

在優(yōu)化接地后，具體數(shù)據(jù)如下圖：

（優(yōu)化接地后測試數(shù)據(jù)）

可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化接地后，時(shí)鐘頻點(diǎn)有很明顯的下降，雖然我們?cè)跁r(shí)鐘源頭整改沒有效果，但是我們優(yōu)化時(shí)鐘接收端的地后卻又明顯的效果，說明該模塊的地阻抗和系統(tǒng)地的阻抗存在阻抗差導(dǎo)致時(shí)鐘回路改變從而導(dǎo)致時(shí)鐘輻射超標(biāo)，所以我們PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意尤其模擬地和系統(tǒng)地的接地情況，在保持分地的情況也要考慮回路和阻抗差，從而從設(shè)計(jì)避免后續(xù)不必要的改版時(shí)間和拖延產(chǎn)品上市時(shí)間。

四. 總結(jié)

時(shí)鐘輻射超標(biāo)問題確實(shí)是EMC整改過程非常棘手的問題，但是我們可以在設(shè)計(jì)初期就做好設(shè)計(jì)和預(yù)防，就可以盡量避免大部分的問題出現(xiàn)。

注：以上僅為本人觀點(diǎn)，如有不足之處，敬請(qǐng)指教。

審核編輯 黃宇