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一、问题描述
! C+ p- H1 u9 ~' K5 a, r4 r: x某行车记录仪，测试的时候要加一个外接适配器，在机器上电运行测试时发现超标，具体频点是 84MHZ、144MH、168MHZ，需要分析其辐射超标产生的原因，并给出相应的对策。辐射测试数据如下：
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( k% X' M9 N n" p( G二、辐射源头分析
1 X8 [: n; C/ I0 \- e$ s" ^" i该产品只有一块 PCB，其上有一个 12MHZ 的晶体。其中超标频点恰好都是 12MHZ 的倍频，而分析该机器容易 EMI 辐射超标的屏和摄像头，发现 LCD-CLK 是 33MHZ，而摄像头 MCLK 是 24MHZ；& p* G2 S9 B9 z) j) r& Z
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通过排除发现去掉摄像头后，超标点依然存在，而通过屏蔽 12MZH 晶体，超标点有降低，由此判断 144MHZ 超标点与晶体有关，PCB 布局如下：0 M4 m" M7 Z7 B* i9 a6 W
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! }' ^ \* M7 D6 g% p0 m- \三、辐射产生的原理
: V. t6 X) V( S" {$ Z& a从 PCB 布局可以看出，12MHZ 的晶体正好布置在了 PCB 边缘，当产品放置与辐射发射的测试环境中时，被测产品的高速器件与实验室中参考接地会形成一定的容性耦合，产生寄生电容，导致出现共模辐射，寄生电容越大，共模辐射越强；! G( v- _9 @* S2 p
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而寄生电容实质就是晶体与参考地之间的电场分布，当两者之间电压恒定时，两者之间电场分布越多，两者之间电场强度就越大，寄生电容也会越大，晶体在 PCB 边缘与在 PCB 中间时电场分布如下：
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$ m( t# q# o$ R- @$ CPCB 边缘的晶振与参考接地板之间的电场分布示意图 k: i: q6 e* ?) f2 r& j
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PCB 中间的晶振与参考接地板之间的电场分布示意图
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从图中可以看出，当晶振布置在 PCB 中间，或离 PCB 边缘较远时，由于 PCB 中工作地（GND）平面的存在，使大部分的电场控制在晶振与工作地之间，即在 PCB 内部，分布到参考接地板去的电场大大减小，导致辐射发射就降低了。
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5 {( S" Z# s' o, A3 i, V四、处理措施
; Y7 B; _) Y5 [8 d' k将晶振内移，使其离 PCB 边缘至少 1cm 以上的距离，并在 PCB 表层离晶振 1cm 的范围内敷铜，同时把表层的铜通过过孔与 PCB 地平面相连。经过修改后的测试结果频谱图如下，从图可以看出，辐射发射有了明显改善。
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五、思考与启示# g+ {# C1 ]) k0 D" [$ K- A
高速的印制线或器件与参考接地板之间的容性耦合，会产生 EMI 问题，敏感印制线或器件布置在 PCB 边缘会产生抗扰度问题。
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& y, C( U- X# ?0 l) A7 c# N9 N如果设计中由于其他一些原因一定要布置在 PCB 边缘，那么可以在印制线边上再布一根工作地线，并多增加过孔将此工作地线与工作地平面相连。
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发表于 2021-3-10 13:53
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