车载USB charger, 30M到245M传导辐射超标12dB

Quantum_

: U$ T. o+ f6 z& J0 l  O1,产品: 车载USB charger
8 B0 I  E$ l" ^, J/ U2,测试项目: 传导辐射
% x7 q: ^1 h# r; L' l3,测试结果, 请参看下图.
, q- w; z3 G1 Q% H1 `    其中, 30M到245M, 像是正弦波的上半轴一样(超额部分).
6 _0 I" y" p8 X% C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).
  p0 I8 C  X6 y- }) ^    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?

谢谢!
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7 O7 e9 r+ Q( n7 p8 |7 w0 l11.30.2023 更新.
" P: `! Y( d) X) w8 C! Y1. 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?
2 J# \* n: R+ W! I3. 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?
. o' w, W, d. G3 C4. 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)
    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?
! o( A. p. Y5 k1 v0 @# R& I( N    如何排除噪音不是来自Host?
" ^$ S+ O  Y& C* l& ~2 f( P! a6. 楼下某层, 版主说只超出了33M, 201M两个点.
    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?
# \1 v  P1 V6 X8 c9 }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.
8 f$ T7 i9 F/ j% R以上, 谢谢!
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超級狗

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。
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吾人畢生所學，盡傳予汝！

+ j0 P( D. m! u7 k我這輩子未免也學得太少了！

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超級狗

Conducted EMI Filter Design

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超級狗

除了讀卡機芯片，這就不是樓主要做的東西嗎？
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https://www.ti.com/video/6295637884001



2 M; \' Z) Y" F* b6 O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？
  " d; m+ t9 Q. q+ p. O% t, Z' ?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。
  0 F4 f  z  I' I8 E4 V所以更要確定雜訊是不是主機帶出來的。
  * B& E) k  C/ E! F. J( Y! y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。
  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。
  , v) p6 }( z4 `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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超級狗

爛公司的教育訓練 - 電磁相容 EMC
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超級狗

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HC2 Conducted Emission Debug 建議

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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。
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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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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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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

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。

5 P4 x6 C! ]+ B: r5 A- o" SLISN（Line Impedance Stablization Network）
6 @2 _" h. |, y6 k2 h- N" [量測從電源線（市電）散發出來的雜訊干擾。
, m" F# w: B/ }. U1 w: B5 D( R: `
: k9 L) @9 q# cISN（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。
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6 ]3 w. Z9 f1 p' a4 _- F$ N量測方式
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！
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敲字快累死我了！

& X8 V' [0 X, q! f

超級狗

還是踢哀（TI）的文檔，介紹傳導發射（Conducted Emission）的標準！
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& h" x0 V$ U8 L, `
0 x% y' T0 b. H, {6 J

超級狗

也是踢哀（TI）的文檔，寫得也不錯！
  Y5 k0 H6 |  `5 s, T
/ G' N; Z# T  ?( z) I

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）。

) r6 p. B! W: V7 Y, Z4 t9 Q  G

• 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。
  7 ?# k0 C* ^3 ]+ \* Y# `

, ?) D5 H' D5 j% L我們是修改了這兩項過的。
6 Y1 o+ g. o7 Q5 Z$ \
) A" q% N& j& [( E' w. \+ j方便告知充電芯片是哪個型號，或提供規格書嗎？
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8 v1 g  L, L5 J. b3 F
5 ?* \/ g4 y8 ~8 r0 M

, ~% g. V% P: N; \0 c5 @6 m

超級狗

踢哀（TI）的文檔給你參考！

2 e+ _7 M( Z) r' a3 r* E# Y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～

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。

! E+ V) x3 ?. \' l# S: w. [. K


0 X1 m) M/ g( l, Q% m9 l* T

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
. {5 z# O; r& o) I' W- c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）。
9 [7 J# z, V, J- ~- V

- P& d3 r; p# _0 y1 d ...

谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.
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- T* k4 \0 I/ ^6 y9 b0 y
不太理解, PoE是什么.
电源芯片2颗, 如下:
SC8101, MPSEVQ4228-C.
" R/ X1 |9 I. y4 F! Z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?)
% U6 Q1 H+ M/ X

超級狗

: V( v5 E" o+ o

Quantum_ 发表于 2023-11-28 20:53
5 O+ r/ p' e* y$ f: E  v谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.

# F7 ~3 v0 h! O# S; p& A批毆伊（PoE = Power over Ethernet）是一種透過乙太網路（Ethernet）線供電的技術。

6 P: G) k  r* k4 T( @
$ I. j. @( ~; S

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！
% |1 J4 F0 j* d我只是好奇，想看看你的芯片是否有展頻（Spread Spectrum）的功能。
* ]0 a& v& D2 L. V3 N

超級狗

33MHz 和 201MHz 超標
3 [4 y3 _: u+ f9 c- b& I
4 T4 _- K2 X% s+ F5 m33MHz x 6 = 198MHz

201MHz 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！
' ?# G+ g! g' {/ M0 d  a( y

超級狗

3 G# R, k. q# r0 k9 T33MHz 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。

7 }6 g# p: A( N' O! X) y/ Z3 b5 M樓主要找到根源下對策，不要慌了手腳！
3 D4 `; X8 t2 _) d: z' `/ R1 m; p8 _
7 C0 M, F! n8 q/ ]! W如果 CPU 展頻（Spread Spectrum）功能，可以打開試試。

- S6 \0 f, U( N* _5 J一般會有展頻（Spread Spectrum）的周邊。（我目前的經驗）

• 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。
' G+ T6 I; t  @& i, ?, t+ u2 V
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。
- b3 y2 m  m7 u9 t

超級狗

如果這篇技術文檔對你有幫助的話！
6 ?% B0 r& y, c
電磁干擾奇次諧波和偶次諧波是怎麼來的？