车载USB charger, 30M到245M传导辐射超标12dB

Quantum_

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" }8 \+ ^5 f4 T1 m1,产品: 车载USB charger
3 [9 T( G. H" i/ `6 P( q2,测试项目: 传导辐射
3,测试结果, 请参看下图.
    其中, 30M到245M, 像是正弦波的上半轴一样(超额部分).
* Q7 m, Y+ x* D; |! W4 P, p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 y' k' m6 s5 d% V7 i9 h    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.
  Z( i- D* X6 q) g/ f1 z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?
) x" ?4 ]$ S$ K( W有哪些书, 或者网页可以查看?

谢谢!
1 y' ]) P6 I; M# C' i) f/ }& ]/ f----------
7 r% {3 n3 Y* n9 ]! H. u2 B  A11.30.2023 更新.
+ Q; }0 z7 j9 r9 p% f) g5 p8 X2 j1. 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?
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)
! V) D1 ~0 l# a7 i+ v    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?
2 H9 f) \3 ~' u2 J    如何排除噪音不是来自Host?
6. 楼下某层, 版主说只超出了33M, 201M两个点.
! y) G8 u/ L$ m    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?
2 [# g4 N' f6 v$ ^( F+ H7. 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?
( U5 _: E. C2 w4 J6 y6 e8 {; k& ?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!

超級狗

5 `0 Z) h$ B) ~+ R" l) J" V
( _, i$ G0 I( b4 t' k! X' I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。
) e/ S, U$ |) }. S" {* {+ f
1 t/ |8 W3 j. y( e吾人畢生所學，盡傳予汝！

& d5 }+ Y" S  F7 W我這輩子未免也學得太少了！
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( `4 R! z! v' }" x

超級狗

Conducted EMI Filter Design
/ n7 U- k1 a6 E! i* m
6 S: Q( ~) V% L  }

超級狗

除了讀卡機芯片，這就不是樓主要做的東西嗎？
3 T' G# _  m* z. ]% K2 q; N( f
https://www.ti.com/video/6295637884001



踢哀（TI）不是蓋的！

2 U. n, o% n9 }

超級狗

纜線可以考慮纏繞磁環（Ferrite Core）擋擋看！
4 s, k$ [5 P  U" k+ c. u) [* ?
) k$ H+ o5 N, C% n" z9 j* B

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。
  . h+ P' a! x4 O" e: \2 T1 d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？
  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。
  : p$ W6 k- E9 Q7 \$ _& o' ?8 W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。
  / K, F+ w  K8 y1 [! A8 y$ Y8 {+ B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。
  8 B" T! E' V+ Y- t, U8 G% K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-？
  
  
  1 ]2 E: R7 H8 Q1 k, S" e  g8 M
  

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爛公司的教育訓練 - 電磁相容 EMC

超級狗

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。

# ^" B+ H5 r) o% O' ]

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。
  * ^. \9 G0 T! L1 X# G2 P

: }: H  p& T" K6 b; l9 |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

& v6 l0 l: G* E2 C
5 f+ N6 F! z2 v! P4 O4 O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。
2 B+ T0 b  A# A. ]3 x8 ~9 P
/ `: `! }4 X4 V$ \: L/ c" P! SLISN（Line Impedance Stablization Network）
  U& A7 d- t7 G% _- m* [% P' N量測從電源線（市電）散發出來的雜訊干擾。
% h/ y# y2 p, {
) J4 V& T( W5 \0 X; |ISN（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
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！
  }1 `0 a) X0 b5 C1 a7 Y. G8 S. l


/ v# v! x, s- P5 j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！

- H- `9 S7 Q/ F9 @
  j5 G1 j7 n8 `+ S: J2 G* I4 {

超級狗

也是踢哀（TI）的文檔，寫得也不錯！
& f! B7 D- d5 W# N9 a% R% c

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。
  ; @6 v% \9 ?7 i$ X4 m( T

2 }" o% {% q# L5 t& {2 \. E我們是修改了這兩項過的。
; W5 C" P8 x0 ?. P/ B* u' u
方便告知充電芯片是哪個型號，或提供規格書嗎？
) ~; v6 ^* V* d+ o  q" ?( h; p$ g
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. Z& _- O% J; n# @5 [6 z; W
( w% R! }. h; D  O! R% f9 F
* @: v2 m# Y% z1 w) q: N
9 I# T4 b9 Q3 [  y' k) f8 v

超級狗

踢哀（TI）的文檔給你參考！
3 H% ]4 x( t+ R# ?& J
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～

% j/ J  }: G7 h! f( o8 v: Y 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。

9 p$ T1 E2 l3 }, O


, Y. q0 I/ [( {9 I' y. R4 ~

yamazakiryuji

7 r  k2 M9 r0 r
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）。

# b1 F; O9 ?/ J6 T3 O
% v5 R3 [' Z4 L. N4 a) [ ...

谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.

4 R& F) C; X7 o7 }. K7 X. v# b
+ p8 L% g0 q) w& w, ~. l不太理解, PoE是什么.
+ z! g4 a6 x, g4 v$ P& x* p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?)

超級狗

- j; V6 f0 i" e* z) w

Quantum_ 发表于 2023-11-28 20:53
$ p4 H+ V8 Q% o谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.

批毆伊（PoE = Power over Ethernet）是一種透過乙太網路（Ethernet）線供電的技術。
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+ L* T/ h$ E8 L7 h& D, b2 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！
我只是好奇，想看看你的芯片是否有展頻（Spread Spectrum）的功能。

超級狗

33MHz 和 201MHz 超標
0 t8 Y' v- u+ i+ A. O1 N
33MHz 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！

超級狗

/ }% H! E% h0 y8 F+ @4 g
5 H7 B: l: j$ @9 B- \% a4 E) g33MHz 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。

+ U- B! b$ g; j+ h4 ?7 e6 j* Z樓主要找到根源下對策，不要慌了手腳！

3 L( d  k& s) Y# s2 B. B如果 CPU 展頻（Spread Spectrum）功能，可以打開試試。
# r  J7 a. C' X9 Q# z& d
5 k5 r6 ~. t, v一般會有展頻（Spread Spectrum）的周邊。（我目前的經驗）

• DRAM Controller
• Ethernet
• USB 3.0
  

) |+ ~/ p5 Y, K: l7 IMPS 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。

超級狗

如果這篇技術文檔對你有幫助的話！

  [  p5 w' i& [7 I6 x7 d, i/ p9 s電磁干擾奇次諧波和偶次諧波是怎麼來的？

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