车载USB charger, 30M到245M传导辐射超标12dB

Quantum_

: M, W9 {8 [# v) m
1,产品: 车载USB charger
2,测试项目: 传导辐射
  {3 C- N6 K' `4 l3,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).
" L0 G, y- v+ E链接: https://pan.baidu.com/s/1G1J1IrVisWHaUH8WQRxn4w?pwd=atta 提取码: atta
, [. ~3 P2 ?0 H) A0 z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?
有哪些书, 或者网页可以查看?

谢谢!
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11.30.2023 更新.
1. 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.
" \7 {. f. d1 N" E# B2. 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?
! N- s  v1 t) h, {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?
% K2 w1 O- I* o& ?+ M' I: ^/ B5. 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)
) ?, Q+ g4 K5 Q* f) m* 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?
    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.
    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?
0 A2 D: ~, w8 i8 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.
以上, 谢谢!
1 V8 e, o! F( N' w& J

超級狗

0 Y; q( [8 K; o; r
6 k2 u2 A: B7 W+ r1 r- @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。

' w. D8 y5 C1 e0 D8 W3 V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

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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



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？
  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。
  9 X' l: `% L% R, ^所以更要確定雜訊是不是主機帶出來的。
  , j' e9 ]& v1 F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。
  ) {5 i/ U+ ^8 O& u! u- {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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超級狗

爛公司的教育訓練 - 電磁相容 EMC
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超級狗

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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7 K% n! [! @" D5 h  k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

* |8 A5 }& f% m. w7 J
& @9 A3 D" V! d; m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 y$ O/ U; F4 g* U8 a* ^
LISN（Line Impedance Stablization Network）
量測從電源線（市電）散發出來的雜訊干擾。
. k- E# ^& c% S  P# ^
ISN（Impedance Stablization Network）
$ h# F6 z- {3 k# D% b, p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。
/ W7 b3 J6 H& p0 K/ l; U# D$ d
- z7 [' o! p3 _5 G4 R5 |% _量測方式
9 s$ }: X0 b' X) p4 W8 n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！
6 K9 e% z* @* Z7 y' u9 n% }0 I

' H+ E. T8 J% l6 q* q- x6 k
敲字快累死我了！
  `3 d  ?+ h4 M/ t& a

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！

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）。
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• 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。
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我們是修改了這兩項過的。
* o+ P" d+ U. z2 U7 ^# d( L- g
: ?& q/ j" ~8 o. g, j* t方便告知充電芯片是哪個型號，或提供規格書嗎？


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' z/ n+ v5 W. n6 j  Q* N: v
# F7 P) y5 T& e
5 S& P1 H0 N( n; o
  x7 d$ \- O/ `

超級狗

踢哀（TI）的文檔給你參考！
- y+ H) o/ D- E  k
# o+ O# l9 Q4 G) h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～
7 e4 X3 B7 \' m( k3 q$ E: K' w
) I+ b4 }/ B' [& L3 V% c 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 x' g' u6 n' f! }( \: E, Q
" i# O, F- c5 {% M; _+ _9 T

9 n4 U7 ~1 M+ f. U) W

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）。
) i9 q: }2 `& w3 C1 |) {

...

6 t& A# k7 P5 L) A, W$ C) }; T) u2 t谢谢超级先!链接已经更新.里面有原理图及PCB.
4 f% a* v( H& I5 }# j
8 c2 f' @9 {3 b6 |  T( }
5 l, ~4 R, G7 H4 c8 s- D& i8 D9 Q不太理解, PoE是什么.
电源芯片2颗, 如下:
! o, H% z  @! d: I9 _SC8101, MPSEVQ4228-C.
$ i' ^) ^. j5 i! t1 |+ i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?)
3 p3 a: P% }% v3 }% g6 _
3 x% a- X- A! Y# {; P  ]

超級狗

+ w  b! E$ D! X/ r; t

Quantum_ 发表于 2023-11-28 20:53
6 V, [: m; o/ U+ S5 L. `$ n( B5 T( }7 i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。

' J- p' t- @  b

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！
4 h8 p+ |9 T! H2 v我只是好奇，想看看你的芯片是否有展頻（Spread Spectrum）的功能。
& [0 I/ w& @: k

超級狗

33MHz 和 201MHz 超標
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* C9 Q: W: r9 ^4 B( U33MHz x 6 = 198MHz

, U+ y( C3 h: U# T201MHz 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？

( k6 O1 o$ @" t: ?應該從這個地方著手！
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+ s5 i( N. G0 a5 v4 y; ^# o
! Z* s8 W9 _/ `/ d+ ], d

超級狗

8 ?( O! U, @9 x0 x! i+ t" O! O; r
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。
; `2 m- j7 _1 a% `- F2 n, Y
! [, P, q: @' ~! R7 M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。

; H3 Q2 D2 @% L3 K6 u; {1 q2 e一般會有展頻（Spread Spectrum）的周邊。（我目前的經驗）

• DRAM Controller
• Ethernet
• USB 3.0
  ( Q8 U3 C/ U4 L3 e; K0 W

# w8 K) c; A" n5 X: ~
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。
  X  U) q8 @+ N
4 U8 l6 k, k7 m# _1 M+ d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。


& x4 B* U& p. N# e

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？
* V6 ?) U( P, s. z( C% f
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