关于DDR信号辐射问题

shqlcdd · 发表于 2010-5-23 23:05

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请教一下各位，我在做机器的EMI辐射实验时发现频点在DDR1时钟频率（133MHz）和它的倍频上老是超标，很难压下去。
我看我师父的DDR1供电和参考电压引脚周围都放的是几个100n的贴片电容，稍远一点就是220微法的铝电解电容（看其他的参考设计也是这样）。请问高手是不是DDR附近一定只能放100n的电容（上面的设计是否有问题），还有就是是否有降低辐射的好办法。我是新手，问题有点低级，麻烦各位了

Colin_SI/PI · 发表于 2015-1-20 10:00

我这里从SI/PI的角度分析下这个问题：
133MHz刚好是时钟信号的频率，产生EMI的根源很可能是时钟信号，也可能是数据信号和地址信号
因为数据信号的频率是266MHz，地址是133MHz；
产生原因可能有：

1.CPU的驱动能力过强，负载较轻导致信号过冲过大，高频分量增加，导致EMI；如很多芯片有不同驱动强度，这个
和负载大小，走线长度相关；

dq_full Full-Strength IO Driver
dq_half 54% Reduced Drive Strength IO Driver

2.整个链路的阻抗不匹配，如CPU的输出阻抗，PCB走线阻抗，DDR的输入阻抗，不一致，导致反射大，导致EMI；DDR的数据线上需要串接电阻进行端接；地址和时钟信号
如果存在多负载也需要端接；

3.DDR的电源完整性，如去耦不足，电源噪声大，影响信号质量；

4.SSN，DDR的信号I/O同时翻转导致，信号之间的串扰也会导致EMI；

解决以上问题最好方法是通过仿真和测试配合调试。

奋斗者 · 发表于 2015-1-25 23:22

专业分析，受益匪浅

xyy_zhong · 发表于 2010-5-24 18:00

本帖最后由 xyy_zhong 于 2010-5-24 18:05 编辑

你把测试报告贴出来呀：超了多少个dB?(把频谱图贴出来吧)
还有就是把ＤＤＲ这块PCB也贴出来！(几层板?把DDR这快内层分割也贴出来;还有把线款线距也说说.尽量说详细点吧)
你这样问那些大牛们怎么给你回答呀

shqlcdd · 发表于 2010-5-24 18:54

本帖最后由 shqlcdd 于 2010-5-24 19:05 编辑

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这是DDR的整体局，加亮的是2.5v供电，这个板子是两层板，其中靠近DDR的两个电解电容为10微法、100微法

2010-5-24 18:47 上传

回复 2# xyy_zhong
这是DDR的整体局，加亮的是2.5v供电，这个板子是两层板，其中靠近DDR的两个电解电容为10微法、100微法

shqlcdd · 发表于 2010-5-24 19:03

本帖最后由 shqlcdd 于 2010-5-24 19:08 编辑

回复 2# xyy_zhong

其中BD5，BD8是121的磁珠，线宽为0.2mm，
线距在0.15mm左右，做测试时133MH超了4个dB,666MHz超了1个dB，其他频点都很好

zhangwei · 发表于 2010-5-25 10:18

楼主这板画的还挺漂亮的耶!
个人看法仅供参考:
1、你的时钟是单端的还是差分的呀,信号波形如何.你的2.5V电源需要加粗,DDR芯片引脚加强滤波.
2、你的DDR地层是不是走了线了,你可以用0欧姆把DDR下面断了的地连接起.
3、你们有没的频谱分析仪器,你可以用电场探头和线圈找找源头.是信号线还是时钟引起的,是DDR这块还是CPU引起的.

keysheha · 发表于 2010-5-26 11:33

在这里的电容主要是做电源去耦的
从电源完整性的角度去看是要通过计算和仿真来得到结果，对于相对简单的应用（你们的板都布成2层了....）参考DDR设计建议里面的电容值进行原理图设计就可以了。电容要尽量靠近IC管脚摆放，小电容受到其去耦半径的制约要最近摆放，然后是大电容，电解电容一般具有较大的容量即ESR、ESL可以不用离很近。连接小电容到IC管脚的布线要尽量的短和粗～。简单的讲，小电容针对高频，大电容针对低频。
对于你的板子，我觉得可以
1 适当加宽电源走线的宽度（空间还是有的），如果对IC送电网络的布线很长的话建议每800～1000mil就对电源网络加小电容对地（4.7nf经验值），过长的电源走线是很好的辐射天线。
2 注意下时钟线的布线，把它和其他信号线的间隔加大些能减少串扰，时钟信号千万不能跨分割布线
3 图不完整，注意检查下数据线是也出现下方地平面不完整的情况
4 有一点我看不太明白，你们地址线上串的电容应该是靠近源端的，咋会和DDR离这么近，一般的33R（or22R）是针对 50ohm特征阻抗网络布线的匹配电阻，很显然你们这个双层板的阻抗要大的多，适当调整排阻位置并试试加大阻值，低成本板一般都不做阻抗控制的，有些端接就要靠试验了，这点对波形肯定有帮助，但对EMI影响估计不明显
5 你这4dB是CLASS A？估计有点难度板子要好好优化 --高速线号换层电源和地网络--

honejing · 发表于 2010-5-26 12:09

1. 100nF 是一般值，可以調變，但是要仿真輔助。
2. 如圖下方的幾個去耦電容接的像是浮地，有灌孔到下面的參考層嗎？若無，則要補灌孔。
3. 兩層板而言，依你的線寬，特性阻抗可能都有一百多歐姆，時鐘線的串聯端接電阻可以適度加大到100歐姆左右。

shqlcdd · 发表于 2010-5-26 22:37

本帖最后由 shqlcdd 于 2010-5-26 22:41 编辑

回复 6# keysheha

首先谢谢你的帮助。其实这个板子不是我的，是我师兄的。我是新来的员工，
所以做EMI这些跑腿的活都是由我来做。不过做EMI实验收获还是挺大的。
1，我看了数据线下面地平面确实有被割开。
2. 用软件计算了一下，信号线的特性阻抗差不多到140ohm了,应该会影响信号波形。你说端
接电阻要尽量靠近源端，我看了靠近源端那边确实放不下了。（不过你说的经验确实很宝贵）
3. 想问一下，好多地方说加宽电源走线的宽度，但我感觉走线只要能够达到电流容量了，为
什么还要加宽啊。

shqlcdd · 发表于 2010-5-26 22:53

回复 7# honejing

谢谢你的建议。这个板子DDR下面电容有过孔到地，只是只打了3个过孔，
可能少了点。用软件计算了一下，信号线的特性阻抗差不多到140ohm了，
我试试用100ohm的端接电阻试试。另外我试了一下减小时钟差分电阻好像
也有效果的。

keysheha · 发表于 2010-5-27 15:33

回复 8# shqlcdd

"3. 想问一下，好多地方说加宽电源走线的宽度，但我感觉走线只要能够达到电流容量了，为什么还要加宽啊。"
较宽的电源走线具有较低的等效电感，这样对于数字IC有较低的高频阻抗，提高电源完整性。
IC在低频情况下电流阻抗很小，但在高频下受到趋肤效应，以及高频本身特性就会导致阻抗过高。

一旦IC内部电路有瞬态电流要求时，高阻抗不能很好满足其电源平稳特性，可能会带来功能甚至是性能的问题
所以对于高速电路的电源线路，都要加宽些。