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标题: 机架式设备高频5G频点超标，潜水的大虾们一展身手时候倒料。 [打印本页]

作者: beiluo 时间: 2013-4-3 20:02
标题: 机架式设备高频5G频点超标，潜水的大虾们一展身手时候倒料。
EUT为机架式设备，由一块主控板，一块背板和十几块子板组成。主控板和各个子板之间通过2.5G的PCIE总线通信，PCIE总线都经过背板。
测试超标点为5GHZ，PK值满足裕量，AV值超标8个DB左右。
实验室整改，采取以下措施：
  1.各个子板主板之间的缝隙贴导电泡棉，屏蔽缝隙天线；
  2.PCIE板上走线处贴吸波材料；
  3. 用铝箔和导电泡棉增加背板和机架、机壳的搭接；
  4. 主板位置固定不能动，改变各种子板的插槽顺序；
  以上措施1、2、3导入，超标点几乎没有改善，导入对策4后，超标2db左右。
  后续将各个子板的PCIE走线断开，只让主板工作，有1DB裕量。
请各位大虾小试身手。

作者: 桃花岛主 时间: 2013-4-3 22:43
超标频率太高，再加上这种机架式的设备，你采取屏蔽的手段，屏蔽效能很难提高；我觉得，主要还是看看接地，背板和机壳、子板和背板等是如何接地？

作者: lyzhuhongqiang 时间: 2013-4-4 21:10
楼主是茶山的人吗？

作者: beiluo 时间: 2013-4-5 22:14
回复 2# 桃花岛主

背板通过多颗螺钉所在机架上，主板和子板都是插拔板子，通过接口金属板
固定在机架上。主板和子板设计时两边都割长条形地并露铜，与中间信号地割开。插进去时板子两边的露铜与金属卡槽接触不是很良好。
开始怀疑主板、子板和背板走PCIE信号，参考的回流地不连续，回流阻抗较高产生辐射，将背板刮铜用导电泡棉多处搭接机架，发现没有改善。

作者: beiluo 时间: 2013-4-5 22:57
现场定位发现设备的背面也就是接口插板面对着天线最高，其他面较低。用人体遮挡或金属板遮挡背面，超标点下降较多，可以确定是从背面辐射出去。EUT没有实物拍照，从网上找一张结构类似设备如下图所示，比它要高很多，可以插14块板子，左右各7块。
(, 下载次数: 38)

作者: 阿飞小白 时间: 2013-4-6 11:35
高频解法就是接地，多尝试尝试，有近场吗？扫一扫

作者: Jacob 时间: 2013-4-6 15:59
布线和接地考虑，一点点排除

作者: Jacob 时间: 2013-4-6 16:00
从布线和接地一点点排查吧

作者: yinzhanying 时间: 2013-4-6 17:13
从楼主看，还是没判断出来辐射从何而来？我觉得先将不影响的子卡去掉，判断主要辐射源，然后判断与主板的关系，再下对策会比较好

作者: beiluo 时间: 2013-4-6 17:43
源头可以确定为主板和子板通信的2.5G的PCIE总线，主板和每块子板之间数据传输和通信都是通过PCIE总线，而且总线都要经过背板。

作者: 阿飞小白 时间: 2013-4-6 17:49
PCIE走线方式尝试改变，贴着机壳走可以吗？屏蔽试一试。

作者: beiluo 时间: 2013-4-6 17:57
回复 12# 阿飞小白

机架式结构，内部主板、子板都和背板都是塑料高速连接器连接。
PCIE走线从主板到子板都要经过背板，存在参考层中断不连续。由于成本考虑，没有为每块板子设计参考回流的金属底板。
PCB都是六层板，走线基本都走内层。

作者: 阿飞小白 时间: 2013-4-6 18:14
小板全部断开也只有1dB的余量，说明这源头还是在主板上，找出主板上的能量高的区域，增加接地。你这情况，估计用屏蔽线也好不了多少，找源头吧

作者: 桃花岛主 时间: 2013-4-6 21:50

主板和子板设计时两边都割长条形地并露铜，与中间信号地割开。插进去时板子两边的露铜与金属卡槽接触不是很良好。
...beiluo 发表于 2013-4-5 22:57

中间信号地与两边机壳地如何连接的？加个1000pF电容试试。

作者: owen11 时间: 2013-4-7 09:01
回复 14# 桃花岛主

PCB板与外壳地之间的连接方式：
1. 直连；此种方式低频时效果较好，但在高频时受限于螺钉或搭接点等的连接阻抗。
2. 容连；此种方式高频效果较好。
3. 阻连；此种方式高低频时效果稳定，主要用于吸收形成的腔体谐振电流，可挑食使用。
4. 混连；电容与电阻混合接地。
鉴于楼主超频频点为2.5G，建议采用电容连接或者混合连接的方式，电容电阻的值要慢慢调试更改。

作者: yang123_123 时间: 2013-4-7 10:13

回复桃花岛主

PCB板与外壳地之间的连接方式：
1. 直连；此种方式低频时效果较好，但在高频时受 ...
owen11 发表于 2013-4-7 09:01

就pcb板的地和外壳PE的连接问题额外问一下：
1.一般而言，pcb的地都是和外壳的PE连接在一起的吗？不管是采取哪一种连接方式。
2.这样处理的好处是什么？难道是干扰信号从外壳回流，从而不经过pcb，以减小pcb被干扰的可能性？
3.模拟地和数字地如果是分割的，那么在连接的时候有可能采取磁珠连接的方式，但是磁珠只对某个频段的干扰有效果。那么，pcb的地和PE连接的时候有可能采取磁珠吗？
4.混合连接的方式指的是电容和电阻并联吗？电容和电阻的混合连接是什么原理？我好像看到过，此时电阻都选的是Mohm级别的，为什么？

作者: owen11 时间: 2013-4-7 14:43

就pcb板的地和外壳PE的连接问题额外问一下：
1.一般而言，pcb的地都是和外壳的PE连接在一起的吗？ ...
yang123_123 发表于 2013-4-7 10:13

这些问题有些深度啊，呵呵，一一回答如下：
1. 大多数的PCB都会利用一个层面来设计一个完整的0V参考面，一般来讲，这类结构的PCB和导电底板之间都会至少设有一个电气搭接点。而这个或几个电气搭接点通常大多设计在将带有0V参考面的PCB固定在底板的紧固处。有时PCB和底板之间要求电气上的隔离，这时的搭接则需要通过具有适当额定值的电容器/电阻器完成。
2. 这样做的目的是为了改善EMC性能在所关心的频率上的一个低阻抗连接，这种搭接阻抗需要低到什么样的程度取决于不同的应用。总的来说，关键是要在所研究的频率范围之内能够获得一个低阻抗的连接。当频率很低（低于10KHz)或甚至是DC时，我们往往不在乎PCB与地板之间的搭接是不是低阻抗。
3. PCB与PE的连接方式一般不推荐使用。
4. 混合搭接好像是电阻和电容串联的搭接方式（这个我也不太清楚了），尽管一般的容性搭接应用在宽带的RF搭接条件下远不那么理想。原理之一是为阻尼结构的谐振而使用电阻的搭接。就是破坏结构体内形成谐振的条件。
期待高手出来补充完善~

作者: 火星人 时间: 2013-4-7 16:20
（1）增加一点点JET也许就好了。（2）尝试下线上做阻抗匹配。（3）找下是缝隙出来的还是线上出来的，再根据情况处理。

作者: manenru 时间: 2013-4-7 16:50
正解思路：
1：主板单测也只1DB余量，故先在主板上想办法把余量加到5个DB以上，在板上找出来的解决方案也是最能保证量产的方案。
2：在主板余量足够的情况下，再加入LZ自己总结出的对策四。
3：参考其它朋友的方案。

作者: beiluo 时间: 2013-4-7 22:32
回复 14# 桃花岛主

我们一般都是跨接0欧姆电阻，对于跨接电容以前没有试过，可以验证试一下。

作者: beiluo 时间: 2013-4-7 22:39
回复 17# owen11

对你的回答，我有几点疑问，麻烦解答一下：
1. 单板产生噪声在机架结构内产生谐振的条件是什么？也就是什么情况下产生谐振？
2. 产生谐振通过在信号地和接口地之间跨接阻容器件可以消除，间隔跨接距离和典型阻容值有没有经验值啊？

作者: beiluo 时间: 2013-4-7 22:56
回复 11# 阿飞小白
PCIE是在PCB上及高速连接件上走线，不是通过线缆走线。

作者: beiluo 时间: 2013-4-7 23:02
回复 18# 火星人

JFT什么东西啊？

作者: 傻瓜的爱 时间: 2013-4-8 10:14
1)超标频点为PCIE工作频点2倍，判断源头应为主板PCIE总线，对其时钟信号做相应处理，线上串磁珠并做相应滤波，两边包地防止串扰，同时如果有换层尽量在换层处多打接地孔，不要改变参考面。
2）PCIE总线如数据，地址线做好匹配，并保证线体最短。预留的IC不要布线，避免耦合形成有效天线。
3）电源和地考虑，防止共源耦合和共地耦合

作者: owen11 时间: 2013-4-8 10:41
回复 21# beiluo

一个屏蔽体内的空腔谐振（驻波）公式：
f=150*(2I/L+2M/W+2n/H)
式中 I、M、n为整数（即0,1,2,3……）
L、W、H为屏蔽体的长宽高，单位为mm
即当屏蔽体越长越高越宽时，最低谐振频率越小

PCB板与结构底板之间也可看做是一个空腔

作者: owen11 时间: 2013-4-8 10:42
回复 21# beiluo

一般电容搭接的经验值为1000pF/2KV

作者: 火星人 时间: 2013-4-8 14:28
回复 23# beiluo

不好意思，打字打错了。“JET” 也有人叫展频。

作者: forestxsl 时间: 2013-4-8 17:33
(, 下载次数: 6) 这个比较难搞了，几年前我们的一个PCIE主频是2.7GHz，在5.4GHz处超标。弄了将近半年，也只是刚刚能过。向楼主推荐一种高频吸波材料，可以贴在IC上，也可以贴在PCB上，根据我的经验，应该有一定的效果。

作者: beiluo 时间: 2013-4-8 22:19
回复 28# forestxsl
我们在实验室也用过一些吸波材料贴PCIE走线发现没有什么变化。
你推荐的这款吸波材料，怎么弄到样品的啊？有没有销售或代理的联系方式，有的话麻烦告知一下。

作者: beiluo 时间: 2013-4-8 22:34
回复 14# 桃花岛主
已经验证过，跨接1000pf电容没有效果。
现场定位，发现拔掉所有子板，只插上主控板。用金属铁板放入拔掉子板的空腔内，移动铁板的位置和方向，发现频点变化较大。
可以初步确定5GHz频点在机架内产生了谐振。

作者: forestxsl 时间: 2013-4-9 16:53
苏州宏科金属制品有限公司，是这家的，具体可以咨询他们。

作者: forestxsl 时间: 2013-4-9 16:57
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