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[参考译文] DP83848K:DP83848K–EMC 测试实现强大的 25MHz 谐波发射 (400–600MHz)

Guru**** 2927270 points

Other Parts Discussed in Thread: DP83848K

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1651960/dp83848k-dp83848k-strong-25-mhz-harmonic-emissions-400-600-mhz-on-emc-test

器件型号: DP83848K

您好:

我们在 6 层 PCB 中使用 DP83848K、由于在 400–600MHz 范围内具有强大的谐波发射(明显源自 PHY(25MHz 时钟谐波)、因此未能通过 EMC 辐射发射测试。

系统概述
- PHY:DP83848K、MII 接口至 STM32
- Magnetics: Bourns SM13126PEL
- RJ45:独立连接器 (RJHSE-5384)
- ESD 保护:在 PHY 和磁性元件之间的 HSP061-4M10Y TVS 阵列
-印刷电路板:6 层,第 2 层连续接地平面
-电源滤波:在 IOVDD 和 AVDD 上使用 BLM18AG601 铁氧体磁珠,带 100nF + 10µF 去耦电容器
- Bob Smith 端接在磁线侧

调试结果

我们已执行以下测量来隔离该问题:

1. PHY 禁用(铁氧体 L69/L70 已拆焊-> PHY 未通电):辐射完全消除。 PHY 确认为唯一来源。

2. TX 线路上的差分测量 (TD_P/TD_N ):干净,无可见发射。 已确认共模。

3.通过串联电阻器 R65/R68 进行单端测量(49.9 欧姆):清晰的 25MHz 谐波组合,最高可达 600MHz。

4.测量 C43(CT1 中心抽头, PHY 侧):清洁,仅直流 (3.3V)。 共模电流不会通过中心抽头流向 PHY 侧的 GND。

5.磁性元件线侧 TX1+和 CT1 之间的差分测量 (PR12 ):发射明显存在->共模通过磁性元件。

问题:

根据我们的测量结果、我们确保发射本质上是共模、并通过磁性元件。 但是、我们不确定在此 PCB 版本中减少这些数量的最佳方法。

-您在我们的原理图中看到任何可以改进的地方吗?
-您是否看到了 DP83848K 的类似问题、您是否有有效修复的经验?

如果需要,我们很乐意提供任何其他信息 — 请告诉我们哪些方面会有所帮助。

我们随附了原理图以供参考:
schematics.pdf 

非常感谢您的支持!

此致、
Niklas

 

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Niklas、

    要回答您的问题:

    1.我们有 一份优化 EMC 应用手册 、其中介绍了我们的辐射发射测试建议。 底部还提供了特定于原理图的建议。  

    2. DP83848 是一款较旧的器件、具有有限支持、因此我恐怕没太多需要修复的地方、除非我们可以在 E2E 或当前发布的配套资料中找到相关内容。 该器件之前成功开发了 DP83826/DP83826A、这是一款具有相同支持速度的新款类似 PHY。

    我将查看原理图、告诉您是否有任何突出显示的内容、但通常 EMC 可能取决于布局。 如果您能分享布局、我很高兴也能看到它。 此外、我还有几个问题:

    在进行这些测量时、您使用的是近场探头、还是采用另一种方法进行测量?

    25MHz 谐波确实表明 REFCLK 会产生影响。 您可以分享辐射发射报告吗? 或者、您能否分享这里正在测试的标准?

    此致、

    Shane

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    嗨、Shane、

    非常感谢您的快速回复、并将我们指向该应用手册、我们将仔细阅读。

    要回答您的问题:

    测量设置:
    测量是在 EMC 测试室内(3m 距离,辐射发射)进行的。 辐射测试失败了。 我附上了一个显示失败结果的 EMC 测量屏幕截图。 较低的宽带峰值来自开关稳压器、300 –500MHz 范围内的尖锐谐波梳来自以太网 PHY。

    如果您能查看原理图和布局、我们会很高兴、同时随附了布局。 如果您需要更多信息或其他测量、请告知我们。

    关于 DP83848K:我们已使用该器件好几年、并选择将其继续用于此设计。 但是、鉴于您提到 DP83826/DP83826A 是建议的后继产品、我们有一个后续问题:是否知道 DP83826 的辐射发射通常比 DP83848K 更低? 我们想知道迁移到较新器件是否也会带来 EMC 改进、或者两者的发射行为在很大程度上是相似的。

    此致、
    Niklas




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    您好、Niklas、

    虽然我没有对同一电路板上的两者进行直接比较、但有测试数据表明 DP83826A 通过了 EN55032 B 类标准、而我只能找到数据表明 DP83848 通过了 A 类标准 (不太严格)的 EN55011。 DP83826A 还配备了 MAC 阻抗控制寄存器、有助于缩短 MAC 接口的上升/下降时间。 这有助于减少 MAC 接口上的尖锐时钟边沿产生的发射:

    请允许我浏览这些布局图像。

    此致、

    Shane

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    您好、Niklas、

    在布局中、MDI 路径周围的 GND 拼接看起来不错、但是 MDI 布线本身看起来比我通常看到的更宽。 您能否确认这些电阻器的阻抗与 100 欧姆差分匹配、并且阻抗在整个路径上是一致的? 否则、这会在信号布线中产生反射。

    如果从 25MHz 以 100Mbps 的速率看到谐波、则会怀疑基准时钟或 MII 路径。 参考时钟布线看起来很小、  该图中填充了适当的接地、那么您是否能够共享 MII 信号路径的布局图像?

    此致、

    Shane

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    嗨、Shane、

    感谢您提供有关 DP83826A 的信息 — 这非常有用。 DP83826A 具有显示 EN55032 B 类合规性的测试数据、而 DP83848 参考数据仅显示 EN55011 A 类、这一事实强烈建议在我们的下一个修订版中迁移到较新的器件。 用于延长 Mac 接口上上升/下降时间的 MAC 阻抗控制寄存器也是一个我们没有意识到的非常有趣的功能。 我们一定会更深入地研究这一点。

    关于布局问题:

    MDI 布线阻抗:
    MDI 布线 (TD_P/TD_N、RD_P/RD_N) 的布线宽度为 0.2mm、间距为 0.1mm。 根据我们的层叠、我们计算出差分阻抗约为 100 Ω。 阻抗在整个 MDI 路径上保持一致。 我们同意布线可能看起来比典型值更宽、这是因为薄预浸料上的 0.2mm 宽度实际上提供了正确的阻抗、而在较厚的层叠上、同一目标需要更窄的布线。

    MII 信号路径:
    到 STM32 的 MII 布线以 0.1mm 宽度布线(在我们的层叠上约为 73 Ω)。 PHY 和 STM32 之间的布线距离非常短、约 10mm。 我附加了 MII 区域的第 1 层(信号)、第 2 层 (GND) 和第 6 层(信号)的布局屏幕截图。第 5 层 (GND) 与第 2 层相同。




    如果您需要任何其他信息、请告知我们。

    此致、
    Niklas

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    您好、Niklas、

    感谢您提供布局图、最好是 MII 布线较短。 我看到您使用了两个过孔跨越许多 MII 信号路径、这种做法并不理想。 如果可以通过某种方法将 MII 信号保留在顶层而不使用过孔、则最好使用过孔。

    我也注意到、PHY 和 MAC 之间的 MII 线路上没有串联电阻器。 这些参数在数据表中有所提及 、有助于减少 MII 的信号能量(和潜在辐射):

    如果可能、我强烈建议将这些内容添加到中。

    此致、

    Shane