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

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

圖1：輻射發(fā)射測試數(shù)據(jù)
改變輸入信號模式、更換測試設(shè)備、更換測試線纜均不影響測試結(jié)果，基本排除測試環(huán)境的影響。移除機內(nèi)所有連接線纜，對測試結(jié)果無任何影響，排除噪聲通過線纜耦合的路徑，基本鎖定噪聲源來自驅(qū)動電路板自身。

圖2：產(chǎn)品形態(tài)圖   
02、問題分析定位
使用頻譜分析儀近場探頭進行分析定位，鎖定干擾源來自SPI Flash芯片時鐘信號的4倍頻干擾，時鐘信號工作頻率為32MHz。嘗試修改SPI Flash芯片時鐘信號的濾波電路參數(shù)，無明顯改善。

圖3：SPI Flash芯片時鐘信號128MHz噪聲頻譜
聯(lián)系軟件工程師，調(diào)試SPI Flash芯片驅(qū)動信號幅度，無明顯改善。調(diào)整SPI Flash信號時鐘頻率，將SPI Flash工作頻率由32MHz改為24MHz，輻射發(fā)射測試滿足6dB余量管控標準，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)射測試數(shù)據(jù)
對比之前版本的板卡未發(fā)現(xiàn)128MHz頻點余量不足的問題，升級相同的軟件輻射發(fā)射測試結(jié)果相同，排除軟件迭代升級引起的可能性，分析過程中發(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)射測試結(jié)果同之前批次余量滿足6dB管控標準要求，基本鎖定SPI Flash芯片替代物料問題。

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

圖6：SPI Flash芯片電路設(shè)計
使用頻譜分析儀分別量測兩款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小于替代物料芯片引腳的噪聲，測試頻譜對比如下圖所示：

圖7：不同品牌SPI Flash芯片引腳噪聲頻譜差異
04、問題根因分析
通過分析試驗驗證，問題產(chǎn)生的根因分析如下：
  使用不同品牌的SPI Flash時，SPI Flash芯片在工作時產(chǎn)生噪聲能量差異，表現(xiàn)為輻射發(fā)射測試結(jié)果的巨大差異，初步判斷是芯片內(nèi)部串擾耦合差異，屬于芯片來料差異。    05、問題解決方案
通過分析驗證，擬定問題的解決方案如下：
問題解決方案：
在不改動設(shè)計的前提下，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)射測試數(shù)據(jù)
06、案例思考與啟示
物料替代對EMC測試結(jié)果有時影響非常巨大，很多工程師會關(guān)注功率半導體器件的替代影響，卻容易忽略存儲類芯片的影響。存儲內(nèi)芯片的替換不僅可能影響輻射發(fā)射測試結(jié)果，也可能影響其抗擾度的測試結(jié)果應(yīng)引起足夠的重視。