一、問(wèn)題描述：

 

某行車(chē)記錄儀，測試的時(shí)候要加一個(gè)外接適配器，在機器上電運行測試時(shí)發(fā)現超標，具體頻點(diǎn)是84MHZ、144MH、168MHZ，需要分析其輻射超標產(chǎn)生的原因，并給出相應的對策。輻射測試數據如下：

 

 

二、輻射源頭分析：

 

該產(chǎn)品只有一塊PCB，其上有一個(gè)12MHZ的晶體。其中超標頻點(diǎn)恰好都是12MHZ的倍頻，而分析該機器容易EMI輻射超標的屏和攝像頭，發(fā)現LCD-CLK是33MHZ，而攝像頭MCLK是24MHZ；通過(guò)排除發(fā)現去掉攝像頭后，超標點(diǎn)依然存在，而通過(guò)屏蔽12MZH晶體，超標點(diǎn)有降低，由此判斷144MHZ超標點(diǎn)與晶體有關(guān)，PCB布局如下：

 

 

三、輻射產(chǎn)生的原理：

 

從PCB布局可以看出，12MHZ的晶體正好布置在了PCB邊緣，當產(chǎn)品放置與輻射發(fā)射的測試環(huán)境中時(shí)，被測產(chǎn)品的高速器件與實(shí)驗室中參考接地會(huì )形成一定的容性耦合，產(chǎn)生寄生電容，導致出現共模輻射，寄生電容越大，共模輻射越強；而寄生電容實(shí)質(zhì)就是晶體與參考地之間的電場(chǎng)分布，當兩者之間電壓恒定時(shí)，兩者之間電場(chǎng)分布越多，兩者之間電場(chǎng)強度就越大，寄生電容也會(huì )越大，晶體在PCB邊緣與在PCB中間時(shí)電場(chǎng)分布如下：

 

PCB邊緣的晶振與參考接地板之間的電場(chǎng)分布示意圖

 

PCB中間的晶振與參考接地板之間的電場(chǎng)分布示意圖

從圖中可以看出，當晶振布置在PCB中間，或離PUB邊緣較遠時(shí)，由于PCB中工作地（GND）平面的存在，使大部分的電場(chǎng)控制在晶振與工作地之間，即在PCB內部，分布到參考接地板去的電場(chǎng)大大減小，導致輻射發(fā)射就降低了。

 

 

四、處理措施

 

將晶振內移，使其離PCB邊緣至少1cm以上的距離，并在PCB表層離晶振1cm的范圍內敷銅，同時(shí)把表層的銅通過(guò)過(guò)孔與PCB地平面相連。經(jīng)過(guò)修改后的測試結果頻譜圖如下，從圖可以看出，輻射發(fā)射有了明顯改善。

 

 

五、思考與啟示

 

高速的印制線(xiàn)或器件與參考接地板之間的容性耦合，會(huì )產(chǎn)生EMI問(wèn)題，敏感印制線(xiàn)或器件布置在PCB邊緣會(huì )產(chǎn)生抗擾度問(wèn)題。

 

如果設計中由于其他一些原因一定要布置在PCB邊緣，那么可以在印制線(xiàn)邊上再布一根工作地線(xiàn)，并多增加過(guò)孔將此工作地線(xiàn)與工作地平面相連。