车载USB charger, 30M到245M传导辐射超标12dB

Quantum_

' c& p* n! ]1 w* K9 L1,产品: 车载USB charger
2,测试项目: 传导辐射
3,测试结果, 请参看下图.
, ~7 ~. E3 z  A1 Q1 J# k. l    其中, 30M到245M, 像是正弦波的上半轴一样(超额部分).
链接: https://pan.baidu.com/s/1G1J1IrVisWHaUH8WQRxn4w?pwd=atta 提取码: atta
第一次, 做传导辐射. 不知, 从何下手整改?电路图, 不知道怎么上传上来, 一直提示, 文件太大(其实也就6M).
* \6 S* U4 T! H3 j5 i; w5 m    一组12v电源进来, 分成2个USB 输出, 做过的, 应该都知道, 我手上几个竞品, 功能到外形都是大同小异.
有人才可否先帮我科普下, 什么是传导辐射, 测试原理是什么?
有哪些书, 或者网页可以查看?
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& b& L' P8 M$ Z) c谢谢!
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( L0 E' Z4 @$ {0 L# c1 m4 d9 g11.30.2023 更新.
& T9 u" E! g$ w+ |* K$ J/ i! H1. 看了如下各楼的文章. 了解了一些基本概念, 像SMPS = Switch mode Power Supply, CISPR=comite international..., Class 5(Lower limit, but have gaps), 但是新的问题又来了.
2. 我的test setup 与文章里的setup 很不一样(我指的是CISPR 25), 他们的距离, 还有5cm 的chassiss GND高度, 50 0hm..., 跟我们实验室的setup很不同. 是否有讲究?
5 Q0 K7 u( h7 S% w. R3. 我的实验用的是电流法, 选择了50mm, 及750mm两个位置放置电流感应圈. 这个距离是否有讲究, 可否自行选择, 往哪边移会对结果好一些?
4. 如果我的cable里, 即有电源线, 也有USB的线, 该怎么办, 一起测? 还是分开测?
5. 实验的连接 拓朴是这样的  Batt-_-_-_-_-_-_- (Host + My device's Power port)-_-_-_-_-_-(Ipad + My device's USB port)  备注上, 下两线, 表示有两跟/两种线)
' ~0 G4 V- m% [8 s* e    也就是说, 我的device同时连接电池与host的电源输入及host的电源及USB输出. 我如何能知道, 这个噪声来自哪个方向? 可能是我的DCDC引起的, 也可能是Host 输出的呢?
# R/ S8 M! u) l    如何排除噪音不是来自Host?
; Y: R! ^3 a# W* Y; @0 _' `6. 楼下某层, 版主说只超出了33M, 201M两个点.
2 Z8 F/ U; x) B1 x' h6 u' w, F3 a    为何只有两个点呢, 我看到的是4个点? 且limit line有2条, 我该如何阅读呢? 只看Peak吗? AVG可以不处理吗?
7. 如何确认一个频点是另一个频点的‘倍频’呢? 特别是在数值上, 不是整数倍的时候? 这个倍频为何会‘跑偏’呢? 容差多少, 可以视为倍频?
8. 明天有约实验室, 版主说的solutoin, 可以一一验证. 后续更新进展.
以上, 谢谢!
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超級狗

3 @/ S' G0 p0 h
" v1 s! T+ @, [  m# j. t! m  B終於有一篇不是踢哀（TI）寫的，裏面提到共模線圈（Common Choke）的作法，就是我們上次使用的方案。

吾人畢生所學，盡傳予汝！

我這輩子未免也學得太少了！

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超級狗

Conducted EMI Filter Design

超級狗

除了讀卡機芯片，這就不是樓主要做的東西嗎？

) S% U7 `$ N) w( Y" fhttps://www.ti.com/video/6295637884001

, D. s7 c2 D8 A5 W! ?5 y
3 I4 Q. s! f1 w9 t, ?6 S; H$ D# [
6 l, I# q8 D3 V# b6 `3 ^3 y踢哀（TI）不是蓋的！
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超級狗

纜線可以考慮纏繞磁環（Ferrite Core）擋擋看！
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超級狗

• 我的 Host 不是笔电、 更不是桌机。 外形有点像 Mac mini 车载专用的 Host。 接口个数多且形状独特，有点像早年桌机的 PS/2。
  就是類似工業電腦的主機，敝爛公司也做這東西。
• 有无可能底噪就在门限附近，一经我的系统稍微抬一点就超标？
  6 k4 m+ o/ u% q9 Y6 {  `可能！尤其是不當的纜線，可能讓雜訊又飆高很多 dB。
• 我的 Host 是我的客人指定的，我换不了其它。 我问过客人了， 他们也不清楚自己的底噪是多少。
    {4 I' Q( z  W- g所以更要確定雜訊是不是主機帶出來的。
  - L* e2 f) b; J& q; R+ @8 ?如果你只是要認證你的板子，可以和實驗室討論用筆電驗證讀卡機，USB 充電埠就接純電阻負載。
    M2 m3 w' k! Z如果你必須搭配客戶的板子一起認證，那更要釐清雜訊是誰出來的。
  ( T8 {* d( y$ n6 i0 i1 q所以 DC LISN 是在你和主機間的接線量測的嗎？纜線中有 12V 電源和 USB D+/D-？
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  / h  L( _" g2 L! H6 m
  
  

超級狗

爛公司的教育訓練 - 電磁相容 EMC
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HC2 Conducted Emission Debug 建議

  V2 n" }  @% x. A

看了一下電路，覺得比較可疑的是創惟科技（Genesys）USBSD Card Reader Controller GL835。因為它內建 12MHz 振盪電路。201MHz 有可能是 SD Card 讀寫造成的，它剛好約略是 25MHz 或 50MHz 的倍頻。33MHz 我比較不解，但有可能是 GL852 內部 12MHz 利用 PLL 升頻，產生 33MHz 給裏面 MCU 使用的時脈。

  C) L' q: j+ x) J0 Z3 R  E3 H

先釐清干擾來源

依照我的推斷，測試時應該兩個 USB 充電埠有掛負載，然後 SD Card 做讀寫。

• 先移除 USB 充電埠負載，看測試結果是否還會超標。
• 停止 SD Card 讀寫或不要插 SD 卡，看測試結果是否還會超標。
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) D( J  y9 U+ w/ q; L& G$ {2 d

如果如預期傳導發射（Conducted Emission）干擾沒了，那就是創惟科技（Genesys）USBSD Card Reader Controller GL835 造成的影響。
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% Y& S/ ]/ Q1 q+ L& _

% B$ z9 o: r! x2 t

修改建議

• 創惟科技（Genesys）USB SD Card Reader Controller GL835 支援展頻（Spread Spectrum）功能，請檢查有沒有被開啟。如果沒有、就把它開啟，展頻（Spread Spectrum）有助於抑制電磁干擾。
• 簡單來說傳導發射（Conducted Emission）就是電源上的擾動在纜線上作怪，可以在加大 C25 和 C26 看看。上次我們的案例是在 C26 多併一顆 100μF 的電解電容。
• L3 共模線圈（Common Choke）我看不清楚型號，但可以檢查規格上的阻抗值，可以換高一點的型號試試看。上次我們的案例也是共模線圈（Common Choke）的阻抗值由 470Ω 提高到 1KΩ 才過的。而且阻抗高點越接近 200MHz 越好，因為在 201MHz 恰巧也有一個干擾存在。參考附圖，上次我們用的 CK07102CR 1KΩ 阻抗值看起來就不錯。
• 創惟科技（Genesys）USB SD Card Reader Controller GL835 3.3V 電源輸入或其 LDO 電源輸入端，可以考慮串磁珠（Bead）。不過這個會動到線路佈局（PCB Layout），留待都沒辦法時再當最後手段。
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超級狗

# ~* s1 R4 v* e6 p9 r
* l9 ^0 c6 @4 G" }3 C& z傳導發射（Conducted Emission）顧名思義就是從纜線（Cable）上散發出來的雜訊干擾，又可分為電源線（Power Line）和訊號線（Signal Line）兩種。
4 y' y3 z3 ^5 q  N1 B
! l$ S  ?7 ?) k; o9 pLISN（Line Impedance Stablization Network）
量測從電源線（市電）散發出來的雜訊干擾。

6 @# |+ R4 s9 p: [( zISN（Impedance Stablization Network）
量測從訊號線（Signal Line）散發出來的雜訊干擾，通常是電話（PSTN）線或乙太網路（Ethernet）線。
2 `% l* t& t; \. ~) b" k* I5 h
量測方式
; a2 ?% k) j, m' l) J' s電源線（Power Line）或訊號線（Signal Line）會經過一個 CDN（Coupling / Decouping Network）的電路盒子，將雜訊取出至頻譜分析儀進行量測。當ˋ然 LISN 和 ISN 使用的 CDN（Coupling / Decouping Network）會是不一樣的型號及電路！
; ]' E# o" Z' ?: t- ?2 G! _/ |
; L" W! G0 g2 s) x+ i

敲字快累死我了！

超級狗

還是踢哀（TI）的文檔，介紹傳導發射（Conducted Emission）的標準！

超級狗

也是踢哀（TI）的文檔，寫得也不錯！
( q+ T+ Q$ Q  x2 ?" C, x

超級狗

上次在批歐伊（PoE）有類似的情況，波形不太一樣，但也是一整片高高低低的（電源芯片有展頻造成的）。

; G" z% B9 E+ j( h1 y: g1 Y

• 加大輸入電容（Input Capacitor）試試。（上次是加了 100uF 發現有顯著的改善）。
• 直流電源輸入可以加共模線圈（Common Choke）抑制看看。
  1 n  C% t  n7 w# T

我們是修改了這兩項過的。

( i2 H, |  X- n! y# U- W2 v2 |方便告知充電芯片是哪個型號，或提供規格書嗎？
+ D0 W0 A, Z/ W; Q; K
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* o- p% P: H( i
% T$ R, Q4 ^& `9 Y* {8 k0 p

超級狗

踢哀（TI）的文檔給你參考！

* d8 {3 E# f: g2 k1 s0 O3 t照這個文檔中的波形看起來，你的波形好像也是展頻（Spread Spectrum）造成的耶～

. p% s- L1 }& S9 j8 U5 [6 ` 但主因不是展頻（Spread Spectrum），它是有助於抑制傳導發射（Conducted Emission）的，而是線（LINE）上的雜訊沒被濾乾淨，底噪被抬高了。
( I' @- E( I/ n) X7 p

. w# X5 a5 m$ ^; a

% M; a% x7 ~* O7 L

yamazakiryuji

每个电子产品售卖前都应有对应的认证。每个认证又有对应的EMC测试标准，是国标，CE，还是UL。先要搞清楚。或者可以直接找EMC实验室咨询更直接。

yamazakiryuji

谢谢版主这么好的资料！大神受小弟一拜。。Orz..

Quantum_

超級狗 发表于 2023-11-28 08:41
上次在批歐伊（PoE）有類似的情況，波形不太一樣，但也是一整片高高低低的（電源芯片有展頻造成的）。
" Q' z( x9 I0 l3 t8 j2 Y  v0 {# ]2 V
: {3 Q1 k% a6 W1 f6 A" e
, m7 }. I* X' t7 h  B/ w ...

谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.

3 u5 V) |5 O9 |
- Y3 b: ~+ Q- y% \0 T. L2 ~* L! N( L不太理解, PoE是什么.
电源芯片2颗, 如下:
9 n6 `$ j) ^( \* xSC8101, MPSEVQ4228-C.
目前, 还没有开展频(就我的理解, 展频是给RE调试用的--是否误解?)
2 ]. s5 M" v' i# F! T  ^. x
' Q7 [! A) F0 z# R: w8 |

超級狗

5 a! E8 v1 d4 F7 ]

Quantum_ 发表于 2023-11-28 20:53
( ]6 G9 ~* [1 Q! ^" L1 t谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.

5 O8 e2 k+ U7 ]批毆伊（PoE = Power over Ethernet）是一種透過乙太網路（Ethernet）線供電的技術。

超級狗

展频是给RE调试用的

展頻（Spread Spectrum）對 RE（Radiated Emission）或 CE（Conducted Emission）都有效！
我只是好奇，想看看你的芯片是否有展頻（Spread Spectrum）的功能。
$ p. f' t2 ^3 \7 W6 e9 m/ r) n  C

超級狗

33MHz 和 201MHz 超標
  X$ n+ c+ Z: l' U
  n! U0 |% F* V) ]( y5 f! n33MHz x 6 = 198MHz
. w% e+ ^5 a3 R  v7 s; L2 P/ p& v
2 J: ]" Q; x* W' x6 `' K; f4 S: i201MHz 約略可以視為 33MHz 的 6 倍頻，而 33MHz 又是一個 CPU 常見的頻率。想請問樓主，系統中是否有什麼元件是用到 33MHz  的頻率？

應該從這個地方著手！
0 M" ?0 n, w3 ^& E
8 u# S% V& w. q. Y

超級狗

6 Q! w$ h- q/ Z- s8 i8 ]- s
33MHz 不像是電源的頻率，經驗上散發出來的雜訊不會超過 15 倍頻，應該是系統中有高頻的元件，藉由電源帶出來的。

6 s/ T# s( G! [樓主要找到根源下對策，不要慌了手腳！

' M( D5 ]7 n/ r. q如果 CPU 展頻（Spread Spectrum）功能，可以打開試試。

一般會有展頻（Spread Spectrum）的周邊。（我目前的經驗）
4 }& n5 M3 L- [8 S+ w" m0 v+ [; j# c
: n; \: p8 U0 D' T9 a

• DRAM Controller
• Ethernet
• USB 3.0
  

MPS MPQ4272 的展頻（Spread Spectrum）可以打開試試，不過只有芯片 420KHz 我是較懷疑會有幫助。

其實，我上個計劃的批歐伊（PoE）芯片也是 MPS 的，經驗上這家公司的產品效能還不錯，通常是其它地方造成的影響。
* V8 Y5 q1 u9 U1 ]7 D# R
  A) e8 f& o) j& y
$ N) |4 L/ L& [: z1 S

超級狗

如果這篇技術文檔對你有幫助的話！

電磁干擾奇次諧波和偶次諧波是怎麼來的？
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