每个模块都单独的屏蔽设计, 背板也进行了屏蔽设计。 但是在进行辐射发射测试时, 发现辐射发射测试超标。超标频点是350MHz, 测试频谱图如图所示:
图中粗折线为标准限值曲线,用近场探头做定位测试,最终确认是其中一模块与背板之间的接插处辐射泄漏导致, 该频率点的源头是模块内部PCB中的50MHz(其7次谐波为350MHz)晶振。
既然子模块和背板都有一定的屏蔽设计,那为什么还会有辐射泄露出来呢?下面咱们进行详细分析。
据了解,该产品由于工作在室外,所以要进行防水处理,本产品采用橡胶垫圈将子模块和背板之间的连接处进行密封。
由于防水垫圈是非导电的, 因此存在屏蔽的 “缝隙”,这将很可能成为辐射的漏洞。
拆下子模块后, 给模块单独上电, 用近场探头对其来测试, 发现该模块与背板的连接器处有350MHz频点的辐射,这和我们测试的辐射发射超标点相吻合,因此证明了该辐射频点来自于和背板相连的连接器处。
上图为子模块的PCB布局图,图中无阻焊层大多数都用在焊接屏蔽罩,能够正常的看到,连接器在屏蔽罩内部,晶振位于屏蔽罩外部。
所以晶振外壳不可能直接通过空间辐射影响连接器,因为辐射路径已经被屏蔽罩隔绝, 唯一辐射的可能是连接器中的信号线, 有很大的可能性耦合到了来自晶振或时钟信号线的噪声, 这些信号线相当于成为被噪声驱动的辐射天线。
完整的地平面可以为晶振及相关电路内部产生的共模提供通路,从而使RF发射最小。
这不仅会破坏晶振下方完整的地平面,而且必然会将50MHz晶振产生的噪声通过容性耦合的方式耦合到穿过它下面的信号线,从而使得这些信号线带有共模电压噪声,而这些信号线又延伸出了PCB上的屏蔽体,这样会将噪声带出屏蔽体。
可见,形成辐射的两个必要条件已形成了,即驱动源和天线,辐射自然也就产生。
为解决以上的辐射问题, 通过对上面辐射的缘由分析,能够使用以下几种方法:
电源引脚,按电源流入方向,依容值从大到小顺序摆放,晶振位置尽量靠近MCU。走线应尽量短,线mil以上,以减少噪声干扰及分布电容对晶振的影响。
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