车载USB charger, 30M到245M传导辐射超标12dB

Quantum_

3 A- y( Z  H  s1,产品: 车载USB charger
2,测试项目: 传导辐射
/ j% |  J/ A3 b3,测试结果, 请参看下图.
' ?! d# Q( C+ J4 b% v# `    其中, 30M到245M, 像是正弦波的上半轴一样(超额部分).
: m9 ?' [6 C' D) 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).
    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?
3 O1 q5 X: }3 Q8 R% H有哪些书, 或者网页可以查看?

5 l( d5 [+ X( L6 k谢谢!
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- C0 I$ c& H2 N' O! ]11.30.2023 更新.
4 t0 q, D3 _4 ?, M2 `5 L" i1. 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.
* j. ~  k4 l' K- m2. 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?
9 \# q9 T$ H7 T- X5 h6 t3. 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?
$ l- a6 x. [$ J7 ]# W# M0 N5. 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?
    如何排除噪音不是来自Host?
; W/ c9 Q8 P1 M0 Z0 `* f6. 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?
  [# U( s; f% l7. 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.
4 S. @: L4 V0 ^( E4 k1 ^4 u5 t1 X以上, 谢谢!
1 I" J% G& i% j4 ~# s. g9 z# ?

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。

吾人畢生所學，盡傳予汝！
7 X9 t* A- Y( w7 Q
我這輩子未免也學得太少了！

超級狗

Conducted EMI Filter Design
, S7 Q5 W7 Z) H$ h

超級狗

除了讀卡機芯片，這就不是樓主要做的東西嗎？

https://www.ti.com/video/6295637884001


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6 g  h! c8 z  ?8 `( k; w3 E' o踢哀（TI）不是蓋的！

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？
  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。
  ! L' W( U& U' {  D6 L6 I) c" u0 P2 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。
  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。
  4 H! l" }( e9 z/ f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-？
  
    S* S  @2 ]* F. R7 a/ d
  ; [1 |- E  l, Q' D  @# v8 S
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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

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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。

( k- h2 t4 X% L$ B% W6 Q

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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6 h/ |8 B3 S% Z- _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。

( ]! D. f0 W( G4 V! n# ^' R

# V. \$ }0 \) N

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。
  ! X% ?% \# D+ a+ m& I

, [4 T, ?3 W- I' l: _, @

9 n" I+ G0 k4 b; H

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。
( `* X7 `, T. E
; s8 I0 d5 `. b' t: vLISN（Line Impedance Stablization Network）
2 _6 V$ B' e* G5 j4 H量測從電源線（市電）散發出來的雜訊干擾。
0 D0 v! p5 H3 ^1 x* l9 I; c& t
ISN（Impedance Stablization Network）
9 ]* S( |! m  C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。
) P7 t* w8 d- B- v1 F
4 E4 Q5 Y  _, ~$ H  h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！
3 ?; ^3 X0 M* X/ L

8 P) Z. G( E9 l3 j* {6 L& S' R
敲字快累死我了！

! B3 {8 @  n- h! j& K6 z2 {( k/ E

超級狗

還是踢哀（TI）的文檔，介紹傳導發射（Conducted Emission）的標準！
5 t7 t# \+ {" Q$ J

( A, x; H- ]+ p3 D; d* d4 V

超級狗

也是踢哀（TI）的文檔，寫得也不錯！

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" C/ o; j5 a2 ]+ Y

6 o: I- Q! ?# d% e7 Y# \我們是修改了這兩項過的。
) E9 B& k1 D* d2 C
" n9 ?( I( e- M1 X. M, _方便告知充電芯片是哪個型號，或提供規格書嗎？
$ W% Q0 z5 I% ~
5 ~. @+ }/ _) f$ W9 Z% u: S* I
# A$ H& k- L  f- U  C* D
; u, G# s$ F* p
9 e5 l3 }2 F* B: e7 n; r9 y8 A

超級狗

踢哀（TI）的文檔給你參考！
8 }& w: Y4 Q. p, ^% `1 w) Q8 ^3 _! U
! Z1 W% f% 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～

1 S- K/ d. Y8 l# V) Z( f 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。


* e4 Q) N, E/ o0 n6 o

yamazakiryuji

: e0 }8 D" f8 S! P* [# B; {- [
1 f# X% z" n4 R3 L6 e" J7 T6 O; ]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
, G: b- I1 i, C2 v+ [' L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）。
# o/ {" \3 u) R7 B5 ^1 @

...

. R. J9 d9 n( t, z8 u9 k谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.
* `( U1 D; x+ @) {2 ]: u

) y6 h, b2 {- e: k6 X不太理解, PoE是什么.
电源芯片2颗, 如下:
/ }9 `1 }5 o  v7 ESC8101, MPSEVQ4228-C.
; J/ R3 C3 p( P4 G6 t! w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?)
4 w6 P0 _+ h9 n' }* x+ G
# S$ n6 U9 o- J: j2 R- K
  E0 N4 ^2 K; P3 z. H2 j

超級狗

4 ~1 `( j5 [. B

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.

批毆伊（PoE = Power over Ethernet）是一種透過乙太網路（Ethernet）線供電的技術。
3 O8 n) I8 r5 M, s, e* R
6 j8 c# Q" g, U& t! E
5 c7 g" y/ e. _7 ?

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。
5 r3 x3 j6 }0 X$ p/ i0 ]6 I8 K

超級狗

33MHz 和 201MHz 超標

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？

% G$ g5 z# O0 q; Y: M" v* }  R7 L. j應該從這個地方著手！

+ s' t) x& H; P$ _; n' F  b1 @

超級狗

- G* \' l4 O* I/ c33MHz 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。

" Y+ J5 y' y4 l! B( W樓主要找到根源下對策，不要慌了手腳！

如果 CPU 展頻（Spread Spectrum）功能，可以打開試試。

3 r8 K5 J/ P8 E4 J0 s一般會有展頻（Spread Spectrum）的周邊。（我目前的經驗）

  P: `1 o. z* C& K( h4 R

• 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。
3 z* X; j* N0 @' B
- }) h3 {( V: v( j# D
0 F$ ]. T# ?9 O# d& P9 @7 o

超級狗

如果這篇技術文檔對你有幫助的話！
, q2 k# G8 K) E+ G' a
' m# V* B' S. P; x) ~  i1 y電磁干擾奇次諧波和偶次諧波是怎麼來的？

  u, F- O) w' q" `' V% A$ C2 p