EMC調(diào)試案例（十）：SPI Flash芯片EMC問(wèn)題調(diào)試案例（二）

emc調(diào)試案例（十）：SPI Flash芯片輻射發(fā)射（RE）問(wèn)題調(diào)試案例（二）
01、問(wèn)題現(xiàn)象描述
某款三星電子制造的顯示器產(chǎn)品在10米法電波暗室進(jìn)行輻射（RE）發(fā)射測(cè)試時(shí),發(fā)現(xiàn)128MHz頻點(diǎn)余量不滿足6dB管控要求，具體測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

圖1：輻射發(fā)射測(cè)試數(shù)據(jù)
改變輸入信號(hào)模式、更換測(cè)試設(shè)備、更換測(cè)試線纜均不影響測(cè)試結(jié)果，基本排除測(cè)試環(huán)境的影響。移除機(jī)內(nèi)所有連接線纜，對(duì)測(cè)試結(jié)果無(wú)任何影響，排除噪聲通過(guò)線纜耦合的路徑，基本鎖定噪聲源來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路板自身。

圖2：產(chǎn)品形態(tài)圖   
02、問(wèn)題分析定位
使用頻譜分析儀近場(chǎng)探頭進(jìn)行分析定位，鎖定干擾源來(lái)自SPI Flash芯片時(shí)鐘信號(hào)的4倍頻干擾，時(shí)鐘信號(hào)工作頻率為32MHz。嘗試修改SPI Flash芯片時(shí)鐘信號(hào)的濾波電路參數(shù)，無(wú)明顯改善。

圖3：SPI Flash芯片時(shí)鐘信號(hào)128MHz噪聲頻譜
聯(lián)系軟件工程師，調(diào)試SPI Flash芯片驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，無(wú)明顯改善。調(diào)整SPI Flash信號(hào)時(shí)鐘頻率，將SPI Flash工作頻率由32MHz改為24MHz，輻射發(fā)射測(cè)試滿足6dB余量管控標(biāo)準(zhǔn)，但是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢，不能接受SPI Flash降頻措施。   

圖4：SPI Flash芯片降頻后輻射發(fā)射測(cè)試數(shù)據(jù)
對(duì)比之前版本的板卡未發(fā)現(xiàn)128MHz頻點(diǎn)余量不足的問(wèn)題，升級(jí)相同的軟件輻射發(fā)射測(cè)試結(jié)果相同，排除軟件迭代升級(jí)引起的可能性，分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)SPI Flash芯片的制造廠商不同。更換為之前批次板卡相同廠商的同款SPI Flash芯片，輻射發(fā)射測(cè)試結(jié)果同之前批次余量滿足6dB管控標(biāo)準(zhǔn)要求，基本鎖定SPI Flash芯片替代物料問(wèn)題。

圖5：SPI Flash更換為原物料的輻射發(fā)射測(cè)試數(shù)據(jù)   

圖6：SPI Flash芯片電路設(shè)計(jì)
使用頻譜分析儀分別量測(cè)兩款SPI Flash芯片引腳噪聲情況，發(fā)現(xiàn)原物料芯片引腳的噪聲要遠(yuǎn)小于替代物料芯片引腳的噪聲，測(cè)試頻譜對(duì)比如下圖所示：

圖7：不同品牌SPI Flash芯片引腳噪聲頻譜差異
04、問(wèn)題根因分析
通過(guò)分析試驗(yàn)驗(yàn)證，問(wèn)題產(chǎn)生的根因分析如下：
  使用不同品牌的SPI Flash時(shí)，SPI Flash芯片在工作時(shí)產(chǎn)生噪聲能量差異，表現(xiàn)為輻射發(fā)射測(cè)試結(jié)果的巨大差異，初步判斷是芯片內(nèi)部串?dāng)_耦合差異，屬于芯片來(lái)料差異。    05、問(wèn)題解決方案
通過(guò)分析驗(yàn)證，擬定問(wèn)題的解決方案如下：
問(wèn)題解決方案：
在不改動(dòng)設(shè)計(jì)的前提下，將SPI Flash芯片由替代物料更換為原物料。

圖8：SPI Flash更換為原物料的輻射發(fā)射測(cè)試數(shù)據(jù)
06、案例思考與啟示
物料替代對(duì)EMC測(cè)試結(jié)果有時(shí)影響非常巨大，很多工程師會(huì)關(guān)注功率半導(dǎo)體器件的替代影響，卻容易忽略存儲(chǔ)類(lèi)芯片的影響。存儲(chǔ)內(nèi)芯片的替換不僅可能影響輻射發(fā)射測(cè)試結(jié)果，也可能影響其抗擾度的測(cè)試結(jié)果應(yīng)引起足夠的重視。