一，案例背景
多媒体播放器因为其丰富的娱乐功能，友好的人机交互界面，便捷的应用场景，因而成为了现代生活必不可少的电子产品。各类播放器产品因为其使用的环境不同，电磁兼容设计标准也有所差异。其小型化、集成化、高性能、非金属结构等特点，也给电磁兼容的设计带来极大的挑战。
本次分享多媒体播放器的电磁辐射案例，通过问题分析和解决过程，让大家认识到在产品设计中找到真正辐射噪声源头的重要性和对解决问题的帮助。案例中的分析思路、方法和工具，在其他类型的智能终端产品设计中也能触类旁通、举一反三的应用。
二，EMC设计要求与摸底数据
EMC设计要求：此产品为航空器机载多媒体播放器。主要用于播放音视频，功能比较简单，包含主控芯片，内存芯片和SD卡读卡器等几各关键功能电路单元。产品需要与其他部件整体组装，无金属外壳，电路板上无结构屏蔽，并且需要按照航空产品的EMC测试标准设计，成为本产品EMC设计的两大难点。
实验室摸底测试数据：由于产品开发早期没有较好的评估设计手段，且硬件设计工程师没有考虑EMC设计，初版样机组装完成即前往第三方EMC实验室进行摸底测试。
EMC测试发现辐射发射RE测试存在超标问题，测试数据如下：
测试数据分析：从RE测试数据来看，100MHz~1000MHz的频段范围内，存在密密麻麻梳齿状分布的噪声频点，其中部分频点超过标准限值线，还有部分频点余量不足，频率间隔为25MHz。
三，近场诊断分析测试
从噪声的频谱特点来看，全频段范围内存在较多噪声频点，需要逐个频点去分析解决。产品电路板上只有一条电源线引出，并无其他线缆，且无外壳，可基本判定辐射超标噪声来自PCB电路板，但是具体的噪声源头无法确定。需通过近场EMI测量来定位噪声源位置和分析噪声分布，并对问题进行解决。
近场测试标准：近场EMI分析测试依照IEC61967-3的近场扫描法进行测试。
测试原理：采用电磁场近场探头，从点、线、面各维度进行全面的扫描测试，获取样品表面一定距离范围内各测试点的辐射噪声强度和频谱特性，通过图形化结果呈现和数据分析，识别噪声源头。
测试原理框图：
测试设置：
待测样品表面的器件存在高度差，为确保获得同一平面的近场辐射分布，测试距离参照测试区域内最高器件（散热器）确定，并在此高度上增加1mm，按照PCB板的器件布板密度和走线间隔，确定本次近场EMI分析的点密度间距为1mm。板上走线分别有水平和垂直方向，为准确分析不同方向走线辐射特性，设置近场探头在X和Y方向上各测量一次。
频谱仪设置：
为兼顾测试准确度、分辨率以及测试效率，测试设置RBW和VBW为300KHz；
每个测试点扫描次数：10次（考虑到部分周期信号的脉冲周期，增加扫描次数以准确获取不连续信号的噪声）；
检波方式：峰值检波（Peak）；
数据采样方式：最大保持（Max hold）。
测试数据分析
1)对测试样品整体扫描，分析噪声分布趋势。如下图，在主控芯片中心，分别有一条竖向和横向的明显噪声分布带。噪声较高的频率点：125MHz、150MHz、300MHz等，都是25MHz的倍频，呈梳齿状分布，与实验室RE测试结果完全对应。
2)对竖向和横向分布的噪声带分别分析，先分析竖向分布的噪声带，对比竖向噪声带上X和Y方向测试结果，同样的位置和频率，Y方向噪声强度比X方向强10dB以上，说明噪声是顺着竖向的走线发射的。结合噪声位置和PCB板电路走线，噪声对应的走线为LCD_CLK时钟信号。
Y方向噪声图：
X方向噪声图：
PCB板上的LCD-CLK时钟信号走线：
3)时钟信号的走线连接到另外一颗芯片，为验证是否此走线辐射的噪声，在另外一颗芯片的走线位置进行近场辐射发射分析，结果如下，此段横向走线上，X方向的走线噪声比Y方向高5dB以上，以此可以证明，无论是X方向还是Y方向，LCD-CLK时钟信号是25MHz倍频辐射的主要源头。
4)再分析主控芯片横向分布的一条噪声带，可以看到同样的位置和频率，X方向噪声强度比Y方向强5dB以上，说明噪声是顺着横向的走线发射的。再结合PCB板电路走线分析，噪声分布区域对应的走线为SD_CLK时钟信号。
SD_CLK时钟信号走线
5 机理分析
①本次测试主要发现两类干扰信号源，一类是主控芯片走出的SD-CLK时钟信号走线，风险频点为SD-CLK时钟信号基准频率的倍频。一类是主控芯片走出的LCD-CLK时钟信号。
②两类噪声源同为基本晶振频率25MHz的倍频，而25MHz噪声本身比较低，说明噪声的源头不是来源与晶振，而是主控芯片内部的倍频分频电路产生的，近场噪声分布也能体现，噪声较高的区域不在晶振处。
③从噪声特点来看，虽然频点较多，但是只有两个源头。主控芯片不好优化，但是噪声与两个时钟走线相关，可以通过优化走线来改善。
四，整改措施及效果
①、对主控芯片时钟端口进行电容滤波；
②、对导致辐射的两个时钟走线进行包地处理；
整改完措施后再次测试，最少余量达到6dB，与原始超标3dB相比，改善效果9dB以上，改善效果明显。
改善后结果：
五，总结
对于此类没有复杂外接线缆，没有屏蔽壳体的产品，辐射噪声来源就是PCB板，近场EMI分析测试数据与实验室结果完全吻合，且可以直观的呈现噪声分布区域、辐射方向特性和噪声源的频谱特性，结合PCB走线，快速找到问题点，从源头上进行优化改善，用最小的改动解决问题，没有增加方案成本，一版通过，避免反复试验导致的项目时间、测试费用和人力成本的浪费。
