EMC篇3_数字信号强弱对车灯芯片EMI的影响

只看该作者 · 2024-11-13 21:37

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0、文章概要
这篇主要想通过车灯芯片的软配置来说明数字信号强弱对于系统EMI测试的影响。
芯片软配置比对：外部晶振的驱动强度、压摆率、PWM占空比。
（测试芯片GALT61120和TPS92662A）

1、配置说明
1）晶振驱动强度配置
XTALDS 寄存器可配置晶振的驱动强度，分为7个档位。当配置为6时，驱动强度最低。

2）压摆率
LED旁路开关门驱动器设有可变的 Slew Rate，由SLEWRATE Register控制的，每个LED子串有两个bit。
• slew_12_10[1:0]:LED 10-12的 Slew Rate设置
• slew_09_07[1:0]:LED 7-9的 Slew Rate设置
• slew_06_04[1:0]:LED 4-6的 Slew Rate设置
• slew_03_01[1:0]:LED 1-3的 Slew Rate设置

压摆率的设置意义在于改变对LED通断边缘的影响。如下图，压摆率越高，信号边沿越陡峭，其高频成分越多，这意味着它们会产生更多的电磁辐射。

3）PWM占空比
PWM是对LED输出最直接的控制方式，PWM占空比=WIDTH时间 / PWM周期。

2、测试比对
使用接地和电源滤波方案较差的测试板，在RE测试不通过的情况下，比对芯片配置优化会有怎样的影响。这里根据对LED输出影响的强弱，分为非强相关测试和强相关测试。
1）比对方式1_非强相关测试
晶振驱动强度配置和压摆率配置并不直接作用于LED输出，并且配置带来的电流变化较小，对整体系统影响较小，因此我归类于非强相关。
测试对照
芯片配置方案1：晶振驱动强度配置默认，100%；压摆率配置最快；PWM占空比100%。
芯片配置方案2：晶振驱动强度配置最低，10.5%；压摆率配置最慢；PWM占空比100%。
测试结果
不改动系统硬件的情况下，芯片使用配置方案2的结果明显优于配置方案1。可以看到芯片配置方案2的高频率段150MHz~170MHz的2MHz倍频点噪声明显降低。

2）比对方式2_强相关测试
PWM占空比配置是直接作用于LED输出控制，并且配置带来的输出电流变化较大，系统对外辐射的影响较大，因此我归类于强相关。
测试对照
芯片配置方案1：晶振驱动强度配置默认，100%；压摆率配置最快；PWM占空比100%。
芯片配置方案2：晶振驱动强度配置默认，100%；压摆率配置最快；PWM占空比14.9%。
测试结果
在不改动系统硬件的情况下，芯片使用配置方案2的结果明显优于配置方案1，整体频率段噪声都得到大幅降低。

3、测试结论
过强的驱动会导致过冲（overshoot）和下冲（undershoot），这种强烈的数字信号变化会导致更大的瞬态电流，进而产生较强的磁场和电场，影响整体系统的对外干扰。
针对PWM占空比的测试，你觉得修改PWM占空比配置后还有什么因素会影响RE测试的结果？欢迎评论区讨论。

只看该作者 · 2024-11-13 21:53

EMC是我比较感兴趣的方向，并且预感将来会越来越重要。后续更新会将目录补充在评论区，欢迎加入讨论

EMC篇1_车前灯EMI改善经验分享：https://bbs.21ic.com/icview-3412458-1-1.html
EMC篇2_芯片corner对EMI的影响：https://bbs.21ic.com/icview-3412462-1-1.html
EMC篇3_数字信号强弱对车灯芯片EMI的影响：https://bbs.21ic.com/icview-3413210-1-1.html

只看该作者 · 2024-11-16 19:11

数字信号强弱的强弱会影响EMI吗。这个感觉不太可靠啊

只看该作者 · 2024-11-18 15:32

micoccd 发表于 2024-11-16 19:11
数字信号强弱的强弱会影响EMI吗。这个感觉不太可靠啊

唉...我测试频谱都给出了

只看该作者 · 2024-11-18 15:36

micoccd 发表于 2024-11-16 19:11
数字信号强弱的强弱会影响EMI吗。这个感觉不太可靠啊

EMI是测试系统对外的噪声干扰，如果把系统类比成一个噪声gan扰器，那么是不是功率越大、信号越强，对外的干扰越大

EMC篇3_数字信号强弱对车灯芯片EMI的影响

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