一案例背景
本次整改的样机是一个双目摄像头,根据客户的反馈,存在时钟单支辐射超标问题,电路实物图如下:
电路的主要拓扑结构如下:
根据电路拓扑,我们可以预测,可能出现的时钟超标频点是: 1.主控IC流向摄像头的驱动时钟信号——24MHz及其整数倍频; 2.摄像头流向主控芯片的像素时钟——297MHz及其整数倍频。 【实际摸底数据如下】:
通过测试数据可以发现,超标频点:480MHz,504MHz,528MHz,频点间隔24MHz,很明显噪声源头是驱动摄像头的时钟信号。
二分析与整改
通过前面的分析,可以知道噪声源头是摄像头主时钟24MHz,摄像头与主板的连接是通过普通的FPC排线,而在该时钟信号线上,串联有22Ω的电阻。接下来可以先按整改三板斧进行处理:屏蔽、接地和滤波。 FPC线作为主要的信号传输路径,也是主要的辐射路径,我们优先进行FPC线的屏蔽接地处理,数据如下:
屏蔽接地后,216MHz频点(24MHz的9次倍频)变高了,而且480MHz频点还超标,进行下一步滤波处理,将主时钟MCLK上的22Ω电阻换为磁珠,或者增加小电容做RC滤波处理,换磁珠后测试数据如下:
发现滤波后480MHz频点还是偏高,但主要辐射路径已经做了屏蔽和滤波处理,那么是否存在其他模块工作频率在480MHz?
通过频谱仪探测,发现480MHz频点主要还是在排线接口以及主控芯片位置,其他模块并没有发现。考虑到辐射一般以线束辐射为主,于是考虑将除了摄像头排线外的其他线束逐个拔掉排查。
最终发现,把WIFI天线拔掉后,480MHz频点明显下降,而实际WIFI上面并没有480MHz的频率,那么可能是WIFI天线耦合到480MHz频点了。观察发现,初始状态WIFI天线靠主控IC太近了,如下图:
将WIFI天线向远离主控芯片方向拨后,数据有了明显的改善,如下图所示:
至此,本次针对时钟辐射超标问题的整改已经完成,考虑到一般时钟滤波常用RC,于是进一步验证在主时钟上加47pF电容做滤波,测试同样可以通过,数据如下:
三总结
针对摄像头的时钟辐射问题,一般优先考虑信号传输路径的辐射问题,常见的整改手段是,优化信号线的屏蔽性能,再考虑对信号做滤波处理。在本案例中,还出现了WIFI天线因为紧挨着主控芯片导致辐射过高的问题,这提醒我们,在实际设计中,线束都应该尽可能远离高速信号处理模块以及强辐射源,以免出现噪声耦合导致辐射过不了的情况。
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原文标题:摄像头时钟辐射整改案例分享
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