1、问题现象描述

 

某款三星电子制造的显示器产品在10米法电波暗室进行辐射（RE）发射测试时,发现128MHz频点余量不满足6dB管控要求，具体测试数据如下：

图1：辐射发射测试数据

 

改变输入信号模式、更换测试设备、更换测试线缆均不影响测试结果，基本排除测试环境的影响。移除机内所有连接线缆，对测试结果无任何影响，排除噪声通过线缆耦合的路径，基本锁定噪声源来自驱动电路板自身。

图2：产品形态图    

 

2、问题分析定位

 

使用频谱分析仪近场探头进行分析定位，锁定干扰源来自SPI Flash芯片时钟信号的4倍频干扰，时钟信号工作频率为32MHz。尝试修改SPI Flash芯片时钟信号的滤波电路参数，无明显改善。

图3：SPI Flash芯片时钟信号128MHz噪声频谱

 

联系软件工程师，调试SPI Flash芯片驱动信号幅度，无明显改善。调整SPI Flash信号时钟频率，将SPI Flash工作频率由32MHz改为24MHz，辐射发射测试满足6dB余量管控标准，但是发现系统响应速度变慢，不能接受SPI Flash降频措施。    

图4：SPI Flash芯片降频后辐射发射测试数据

 

对比之前版本的板卡未发现128MHz频点余量不足的问题，升级相同的软件辐射发射测试结果相同，排除软件迭代升级引起的可能性，分析过程中发现SPI Flash芯片的制造厂商不同。

更换为之前批次板卡相同厂商的同款SPI Flash芯片，辐射发射测试结果同之前批次余量满足6dB管控标准要求，基本锁定SPI Flash芯片替代物料问题。

图5：SPI Flash更换为原物料的辐射发射测试数据    

图6：SPI Flash芯片电路设计

 

使用频谱分析仪分别量测两款SPI Flash芯片引脚噪声情况，发现原物料芯片引脚的噪声要远小于替代物料芯片引脚的噪声，测试频谱对比如下图所示：

图7：不同品牌SPI Flash芯片引脚噪声频谱差异

 

4、问题根因分析

 

通过分析试验验证，问题产生的根因分析如下：

 

使用不同品牌的SPI Flash时，SPI Flash芯片在工作时产生噪声能量差异，表现为辐射发射测试结果的巨大差异，初步判断是芯片内部串扰耦合差异，属于芯片来料差异。    

 

5、问题解决方案

 

通过分析验证，拟定问题的解决方案如下：

 

问题解决方案：

 

在不改动设计的前提下，将SPI Flash芯片由替代物料更换为原物料。

 

图8：SPI Flash更换为原物料的辐射发射测试数据

 

6、案例思考与启示

 

物料替代对EMC测试结果有时影响非常巨大，很多工程师会关注功率半导体器件的替代影响，却容易忽略存储类芯片的影响。存储内芯片的替换不仅可能影响辐射发射测试结果，也可能影响其抗扰度的测试结果应引起足够的重视。

 

来源：风陵渡口话EMC

关键词： 芯片 辐射发射测试