一案例背景
本次整改的樣機是一個雙目攝像頭,根據客戶的反饋,存在時鐘單支輻射超標問題,電路實物圖如下:
電路的主要拓撲結構如下:
根據電路拓撲,我們可以預測,可能出現的時鐘超標頻點是: 1.主控IC流向攝像頭的驅動時鐘信號——24MHz及其整數倍頻; 2.攝像頭流向主控芯片的像素時鐘——297MHz及其整數倍頻。 【實際摸底數據如下】:
通過測試數據可以發現,超標頻點:480MHz,504MHz,528MHz,頻點間隔24MHz,很明顯噪聲源頭是驅動攝像頭的時鐘信號。
二分析與整改
通過前面的分析,可以知道噪聲源頭是攝像頭主時鐘24MHz,攝像頭與主板的連接是通過普通的FPC排線,而在該時鐘信號線上,串聯有22Ω的電阻。接下來可以先按整改三板斧進行處理:屏蔽、接地和濾波。 FPC線作為主要的信號傳輸路徑,也是主要的輻射路徑,我們優先進行FPC線的屏蔽接地處理,數據如下:
屏蔽接地后,216MHz頻點(24MHz的9次倍頻)變高了,而且480MHz頻點還超標,進行下一步濾波處理,將主時鐘MCLK上的22Ω電阻換為磁珠,或者增加小電容做RC濾波處理,換磁珠后測試數據如下:
發現濾波后480MHz頻點還是偏高,但主要輻射路徑已經做了屏蔽和濾波處理,那么是否存在其他模塊工作頻率在480MHz?
通過頻譜儀探測,發現480MHz頻點主要還是在排線接口以及主控芯片位置,其他模塊并沒有發現。考慮到輻射一般以線束輻射為主,于是考慮將除了攝像頭排線外的其他線束逐個拔掉排查。
最終發現,把WIFI天線拔掉后,480MHz頻點明顯下降,而實際WIFI上面并沒有480MHz的頻率,那么可能是WIFI天線耦合到480MHz頻點了。觀察發現,初始狀態WIFI天線靠主控IC太近了,如下圖:
將WIFI天線向遠離主控芯片方向撥后,數據有了明顯的改善,如下圖所示:
至此,本次針對時鐘輻射超標問題的整改已經完成,考慮到一般時鐘濾波常用RC,于是進一步驗證在主時鐘上加47pF電容做濾波,測試同樣可以通過,數據如下:
三總結
針對攝像頭的時鐘輻射問題,一般優先考慮信號傳輸路徑的輻射問題,常見的整改手段是,優化信號線的屏蔽性能,再考慮對信號做濾波處理。在本案例中,還出現了WIFI天線因為緊挨著主控芯片導致輻射過高的問題,這提醒我們,在實際設計中,線束都應該盡可能遠離高速信號處理模塊以及強輻射源,以免出現噪聲耦合導致輻射過不了的情況。
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原文標題:攝像頭時鐘輻射整改案例分享
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