一. 前言
隨著電子技術的發展,我們的生活中充滿著形形色色的電子產品,LCD顯示屏便是其中之一,被廣泛應用在手機,電腦,儀表等產品上,目前主流的LCD顯示接口為RGB,LVDS,mipi和HDMI。今天跟大家分享的案例為某LCD儀表的LVDS時鐘EMI輻射超標問題處理,一起來看看吧。
二. 案例背景
本次項目為某車載儀表,客戶反饋存在時鐘輻射超標問題。電路的架構比較簡單,主要由兩部分組成,主控電路板和顯示屏,主控芯片輸出LVDS信號,通過FPC排線驅動LCD顯示屏,簡單的電路架構如下圖:
整改前200MHz-1G頻段測試數據如下:
由數據可以看出,主板上存在44MHz的時鐘倍頻,主芯片IC的晶振為24MHz,通過頻譜儀可以找到時鐘輻射源頭為LVDS信號。
三. 整改過程與措施
整改措施1--時鐘展頻
對于高頻時鐘輻射問題,考慮時鐘展頻處理是最有效便捷的方式,可以實現直接在時鐘源頭處降低噪聲強度。目前常見的展頻方式可分為軟件展頻和硬件展頻,軟件展頻需要看芯片是否支持,硬件展頻是通過對芯片主時鐘進行展頻處理后傳輸給芯片,之后芯片輸出的時鐘信號都為展頻后時鐘。
對主IC進行展頻處理,時鐘頻率24MHz,展頻寬度±0.25%,效果如下圖:
通過數據對比,可以發現,時鐘單支展頻后EMI有明顯改善。繼續測試其他頻段,發現高頻1G-2.5GHz頻段1848MHz頻點余量不夠,數據如下:
排查:由于顯示屏排線為普通排線,作為主要的數據傳輸路徑,懷疑排線成為主要輻射路徑,拔掉后1848MHz頻點下降明顯,數據如下:
整改措施2--數據線屏蔽處理
(1)對排線做屏蔽處理,用導電布包排線,不做接地處理,數據如下:
對比數據,發現1848MHz頻點下降了3dB,但卻造成了2156MHz頻點超標,繼續完善屏蔽措施,一般屏蔽都需要做兩端接地處理。
(2)排線屏蔽+接地處理,數據如下:
通過屏蔽接地處理之后,數據多了一些余量,考慮到屏蔽排線成本,繼續嘗試其他方案。
整改措施3--不加屏蔽,在LVDS 信號線對之間加5pF小電容濾波,數據如下:
通過在LVDS信號線對之間加小電容做差模濾波,1848MHz頻點已經有4個dB余量。
四. 總結
為了應對越來越嚴苛的EMC標準,我們可謂是絞盡腦汁,既要考慮成本,又要兼顧方案的有效性與可實施性。本文針對LVDS信號驅動的LCD顯示屏的EMI問題驗證了兩個有效的方案,其一是展頻+排線屏蔽,另一種是展頻+小電容濾波,希望對各位有一點幫助,對于LVDS時鐘輻射問題是否有其他有效的方案呢?歡迎大牛留言討論。
審核編輯 黃宇
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