怎樣解決LVDS時鐘的EMI問題呢？

前言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，我們的生活中充滿著形形色色的電子產(chǎn)品，LCD顯示屏便是其中之一，被廣泛應(yīng)用在手機，電腦，儀表等產(chǎn)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(gòu)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(qū)動LCD顯示屏，簡單的電路架構(gòu)如下圖：

整改前200MHz-1G頻段測試數(shù)據(jù)如下：

由數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)對比，可以發(fā)現(xiàn)，時鐘單支展頻后EMI有明顯改善。繼續(xù)測試其他頻段，發(fā)現(xiàn)高頻1G-2.5GHz頻段1848MHz頻點余量不夠，數(shù)據(jù)如下：

排查：由于顯示屏排線為普通排線，作為主要的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)如下：

整改措施2--數(shù)據(jù)線屏蔽處理

（1）對排線做屏蔽處理，用導(dǎo)電布包排線，不做接地處理，數(shù)據(jù)如下：

對比數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)1848MHz頻點下降了3dB，但卻造成了2156MHz頻點超標，繼續(xù)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(shù)據(jù)如下：

通過屏蔽接地處理之后，數(shù)據(jù)多了一些余量，考慮到屏蔽排線成本，繼續(xù)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(shù)據(jù)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(jīng)有4個dB余量。

四****總結(jié)

為了應(yīng)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(qū)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：劉清