行車記錄儀時鐘輻射問題整改案例

一案例背景

本次整改的樣機是一個行車記錄儀，根據(jù)客戶的反饋，存在時鐘單支輻射超標(biāo)問題，電路的主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

根據(jù)電路拓?fù)洌覀兛梢灶A(yù)測，可能出現(xiàn)的時鐘超標(biāo)頻點是:

1.主控芯片給到攝像頭的時鐘信號--24MHz及其高次諧波;

2.主控芯片給WIFI模塊的時鐘--48MHz及其高次諧波;

3.主控芯片給SD卡的時鐘信號--48MHz及其高次諧波;

4.AHD攝像頭模組時鐘。

【實際摸底數(shù)據(jù)如下】：

通過測試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，超標(biāo)頻點：

240MHz、288MHz、336MHz、480MHz等頻點，頻點間隔48MHz，可能是WIFI、SD卡的時鐘48M的倍頻，也可能是前攝24M的時鐘倍頻;同時在220MHz位置還存在一個較高的包絡(luò)。

二分析與整改

先看包絡(luò)問題，一般認(rèn)為是開關(guān)電源造成的，電路上除了主電路降壓電路，還有一個升壓電路，給后拉供電，優(yōu)先排查這部分，將升壓電路斷開，用直流DC 5V電源給后拉供電，發(fā)現(xiàn)包絡(luò)明顯下降了，數(shù)據(jù)如下(下圖數(shù)據(jù)已經(jīng)對SD卡時鐘加了22R，10pF濾波)：

我們可以確定升壓電路是包絡(luò)超標(biāo)問題的主要源頭。

對于時鐘輻射問題，由于主時鐘頻率的高次諧波存在相同頻點疊加的可能性，需要進行分開排查分析，以確定問題源頭，可做的排查措施如下：

1.針對WIFI時鐘頻點：可以通過軟件關(guān)閉時鐘信號，或者在靠近主芯片端將WIFI時鐘信號走線斷開;

2.針對SD卡時鐘頻點：將SD卡拔掉，通過近場探頭可以發(fā)現(xiàn)SD時鐘信號停止發(fā)送了;

3.針對攝像頭時鐘頻點：可以通過軟件關(guān)閉，或者斷開時鐘信號走線，但需要確認(rèn)斷開后系統(tǒng)是否能繼續(xù)運行;

4.針對AHD攝像頭時鐘問題，可以通過單獨給AHD模塊供電測試，或者對比AHD模塊存在時數(shù)據(jù)與去掉后數(shù)據(jù)對比。

通過排查，發(fā)現(xiàn)SD卡，攝像頭時鐘，WIFI時鐘對輻射都有影響。其中，當(dāng)斷開WIFI時鐘信號線時，相關(guān)頻點下降更明顯，所以針對這三路時鐘信號都要做濾波：在時鐘信號線靠近主控芯片引腳端加RC低通濾波，參數(shù)為：

22R，10pF

【截止頻率計算參考】：

同時對WIFI信號其他信號走線做濾波(通過近場探頭發(fā)現(xiàn)信號線上也存在高次諧波頻點)，參數(shù)為：

22R，10pF

【整改后數(shù)據(jù)如下】：

三總結(jié)

針對時鐘輻射問題，一般優(yōu)先考慮在時鐘信號走線layout時做包地處理，防止信號串?dāng)_到其他信號線上，同時在時鐘走線上預(yù)留RC濾波位置，方便后續(xù)調(diào)整需要。

在本案例中，出現(xiàn)了多個時鐘源高次諧波同頻問題，導(dǎo)致輻射場強出現(xiàn)疊加現(xiàn)象，這提醒我們，在實際設(shè)計中，盡量考慮將時鐘信號頻率錯開，避免同頻率場強疊加問題。