车载USB charger, 30M到245M传导辐射超标12dB

Quantum_

1,产品: 车载USB charger
0 ~' F1 E. K" Y+ P; \& A; m0 y2,测试项目: 传导辐射
* u* B2 o$ \( l3,测试结果, 请参看下图.
# p& Z" O  k. E0 {( @7 p; m& n    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
6 t$ a+ y1 `+ v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).
    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.
8 }2 y* Z/ i, \6 ]: O7 f% ?4 s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?

, `0 x1 Q$ D) s6 T8 G谢谢!
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, b6 o' }4 H/ Z9 z" ~11.30.2023 更新.
# O0 b1 Y! s5 A6 v1 N1. 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?
3. 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?
1 y9 d  r$ I8 u& M4. 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)
( S7 P" z( A9 z5 q    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?
    如何排除噪音不是来自Host?
, f3 u/ @+ Z8 T5 {6 n$ |0 ]6. 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?
! s# O! @2 A5 X" B* Y8 C8. 明天有约实验室, 版主说的solutoin, 可以一一验证. 后续更新进展.
* V2 x) S) g% B: }7 l4 y以上, 谢谢!
$ P/ i5 @. b1 ~/ C5 U6 B

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0 l& `) \% V" x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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- ?/ W6 u& f4 V% Z: z. l. _吾人畢生所學，盡傳予汝！

7 m. _  O1 F: ~$ v我這輩子未免也學得太少了！


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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？

' X1 l. @5 g( ghttps://www.ti.com/video/6295637884001
' d$ \) j" @* {6 d: }
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  ~  z3 ~& q, V, d踢哀（TI）不是蓋的！

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纜線可以考慮纏繞磁環（Ferrite Core）擋擋看！
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7 F* w4 I# y: `5 o
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• 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。
  5 a; J1 L8 M9 i' H  r7 s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？
  # n" o' j; l6 [+ l, f$ P* G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。
  所以更要確定雜訊是不是主機帶出來的。
  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。
  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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  + l9 i/ {4 p9 J, y5 W) t% s
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( M8 i' k' }7 D0 i1 t
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爛公司的教育訓練 - 電磁相容 EMC

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HC2 Conducted Emission Debug 建議

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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' l7 J, n1 k- I, d; k0 O8 x

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。
  

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。
  

超級狗

/ r% S7 i5 i& v: \: J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。

LISN（Line Impedance Stablization Network）
量測從電源線（市電）散發出來的雜訊干擾。
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% b$ o6 n% D7 J" eISN（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。

量測方式
. L; T- Z# m! \3 D, B0 N6 j& [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！

) y$ B; U* T. S5 {& t& \. |2 a

敲字快累死我了！
! O# M& x4 P  c* `: C* X

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！
# x2 o2 u9 J/ ^8 L7 i# K

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）。

• 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。
  

$ E. r- a2 ]3 [% l6 Y7 K我們是修改了這兩項過的。
8 ?6 a* {* z7 h5 T
方便告知充電芯片是哪個型號，或提供規格書嗎？
7 P! a5 m% t0 y& G" s0 v) K

5 A% w2 m" d8 I' ~( k( p, x$ w; S% R



+ p" ~( t  T% l; X/ O

超級狗

踢哀（TI）的文檔給你參考！
* y8 G' T* ?; x2 ?/ r
( r( l/ W- S; {# O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～
& H# ?; F6 d* @# }) r8 _+ M  h
3 D, K4 R% Q4 Z5 i  _ 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。
7 M. a) f* L+ J: S  Z
2 N) [3 w1 U5 a6 ?9 M

& a! D' b2 g! r/ i! j0 c
1 B! M- b" d4 }9 e  |' j, D* q

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）。
6 \) l* S4 S  K, ~. l
2 t8 J: }4 Y  D. O3 }
0 @1 u5 K/ z7 i5 q ...

+ R0 G2 _+ j7 K谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.


5 X5 a. d$ D) X9 U/ {! f# _不太理解, PoE是什么.
电源芯片2颗, 如下:
SC8101, 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?)
7 s: Q& e$ Z5 P1 r- C, W

超級狗

- t+ B" N) y- \2 W

Quantum_ 发表于 2023-11-28 20:53
谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.

& q  g( R. L3 D' D% |2 B: K7 i( W批毆伊（PoE = Power over Ethernet）是一種透過乙太網路（Ethernet）線供電的技術。
, s) B7 o3 \. i5 V% [/ I: n+ w/ {
. y* D( k7 k/ f) m4 p' u
% g$ X6 y4 R( Q, m# o# n9 w

超級狗

展频是给RE调试用的

* B- Y$ m" b% E7 h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。

' d: E! ^6 ]0 r9 R: ~6 I

超級狗

33MHz 和 201MHz 超標
' ~& K; d* E4 @$ [
) l* o) w* ?+ N; M4 S33MHz x 6 = 198MHz
- o# b" A6 g% n/ A, d7 B
3 ]' z1 _/ j% j# U2 m8 \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！
! v" ^6 U' H& H' W  [
7 \$ o( P/ J) n+ w3 i8 ?! M

超級狗

. D2 ~! t. D" T/ A
5 W3 w0 y* [; Y6 s& A33MHz 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 P9 y: {) Q5 ~% Q7 m
樓主要找到根源下對策，不要慌了手腳！
8 R' B0 u! n  {, V7 \) o; J/ {, w
1 U9 n: O, \- ^* Y- G如果 CPU 展頻（Spread Spectrum）功能，可以打開試試。

1 D7 e% a5 `' Q7 O一般會有展頻（Spread Spectrum）的周邊。（我目前的經驗）
1 h2 o5 \1 T7 _9 I

• DRAM Controller
• Ethernet
• USB 3.0
  

" \4 Y5 e# S4 h$ z; V8 p& Z. m; z* p
" q0 c' w" @6 fMPS 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。

" ~, U3 f5 {1 g7 x! e4 s0 Z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。

超級狗

如果這篇技術文檔對你有幫助的話！
" G& |9 Y* B$ _" ?% @7 W  c/ d
7 O: j1 N6 y* Q" [8 Z電磁干擾奇次諧波和偶次諧波是怎麼來的？

$ ?( a0 H- L: N" c8 X) H