無線路由器輻射騷擾超標分析與整改案例
發布時間:2018-06-19 責任編輯:wenwei
【導讀】問題描述 某款路由器輻射騷擾測試結果如下圖1所示:圖1 路由器原始輻射騷擾測試結果從圖中可以看出,主要問題如下:(1)200MHz-1GHz的範圍每隔10MHz都有一個窄頻信號,且多處點超標,源點為CPU到AFE的clock和data。

一、問題描述
某款路由器輻射騷擾測試結果如下圖1所示:


圖1 路由器原始輻射騷擾測試結果
從圖中可以看出,主要問題如下:
1. 200MHz-1GHz的範圍每隔10MHz都有一個窄頻信號,且多處點超標,源點為CPU到AFE的clock和data線;
2. 200MHz-700MHz的範圍內寬帶噪聲較高,部分區域少於6dB裕量,原點為SLIC部分和DSL部分的地隔離太長,U13(12V轉1.2V DC-DC芯片),12V輸入靠近電源口處;
3. 125MHz及其倍頻較高,375MHz、875MHz等頻點超過限值,主要源點5G無線卡和LAN口;
4. 983MHz超標,源點為SLIC處驅動高壓MOS的電路;
5. 960MHz超標,源點為HPNA線路內部兩個IC的clock線。
二、改進措施
措施1:
在CPU和AFE之間的clock上串33ohm,並10pf到地,10pf電容的地和AFE_PLL_AVDD2P5的地要直接連接在一起(圖2),兩者之間的Rx(從CPU傳輸到AFE的信號數據線)上用33ohm電阻(圖3),以上措施可以抑製200MHz到1GHz的每個10MHz就有的頻點;

措施2:
在SLIC的地和DSL的地之間加兩個接觸點(圖4),200MHz到700MHz處的噪聲可以有3~5dB的下降。電源端口處加100pf電容濾除500MHz附近的噪聲(圖5),C135處的地與外界的地直接連接,改進300MHz附近的噪聲(圖5)。

措施3:
LAN口的地和PCB地之間加1nF高壓電容(圖6),壓低125MHz噪聲。5G無線卡下麵加兩個彈片到母板的地(圖7),壓低875MHz和1GHz噪聲。

措施4:
SLIC 的驅動MOS產生高壓的腳上並聯10pF電容(圖8),解決983MHz噪聲。

措施5:
AR271改成33ohm(圖9),壓低960MHz噪聲。

經過以上改進後,測試結果見圖10所示:


圖10 首次改進後輻射騷擾測試結果
從改進後測試結果看,水平和垂直都可以符合FCC ClassB的限值。
將前麵改進需求落實後,CPU和AFE之間的數據線上電阻用排阻代替,節約PCB空間,增加地的麵積,然後調節電源層,減小不必要的電源平麵(圖11)。


第二層布線挪到其它層:


去掉無用的線N49819393,節約CPU和AFE之間的空間,經過以上改進措施後,測試結果如圖13所示:


從測試結果可以看出,由於5G無線卡從2.4GHz的上方挪到了DSL電路的上方,出現375MHz的頻點,其他噪聲基本消失。
將EPHY RXCLK R294和5G TXCLK R377 改成33ohm。375MHz有較大的改善,能通過FCC Part15B的測試。
由於5G無線卡下麵加了導熱墊和主板接觸,導致5G無線卡變形,875MHz較高,在更換了軟的導熱墊後可以通過FCC Part15測試。


三、總結
1. 當不同區域因為防串擾要求把地分割後,需要在適當的點預留連接點,可以減小信號的回路;
2. 在噪聲源上串聯電阻,減小信號的電流,降低倍頻幅度;
3. 所有的高頻信號線盡量以地平麵為參考麵,降低回流阻抗,較小回流麵積;
4. 從(cong)芯(xin)片(pian)出(chu)來(lai)的(de)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)的(de)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)的(de)地(di)腳(jiao)盡(jin)量(liang)和(he)芯(xin)片(pian)的(de)地(di)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi),這(zhe)要(yao)求(qiu)地(di)平(ping)麵(mian)在(zai)芯(xin)片(pian)下(xia)麵(mian)不(bu)要(yao)有(you)布(bu)線(xian),不(bu)要(yao)有(you)成(cheng)排(pai)過(guo)孔(kong)導(dao)致(zhi)地(di)平(ping)麵(mian)分(fen)裂(lie)的(de)情(qing)況(kuang);
5. 天線不要從芯片上方走線,特別是有鰭片散熱片的芯片,即使天線上有磁環也不能完全隔離噪聲;
6. 母板與子板相對應的部分,如果可以預留接地點,使用彈片連接時彈片的高度要超過兩板的距離,使彈片有形變,減小接觸阻抗。
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