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标题: VGA接口EMC问题解决探讨 [打印本页]

作者: jizhao1988 时间: 2013-5-3 09:21
标题: VGA接口EMC问题解决探讨
NB上VGA接口经常会在RE 测试的时候带出一些频率点，请问大家从电路设计 PCB LAYOUT 机构设计这几个方面有没有什么经验可以拿来探讨分享一下？

作者: owen11 时间: 2013-5-3 09:29
1. VGA接口的原理图设计
C1~C5为滤波电容，容值选取范围为33PF~100PF，典型值选取33PF；L1~L5为滤波磁珠，磁珠阻抗范围为30Ω~120Ω，典型值选取60Ω/100MHz；D1~D5为TVS，TVS管选用反向关断电压为5V；由于VGA接口信号频率最高为30MHz，因此TVS管结电容选择不超过5pF；TVS功率不作要求。原理图如下：

作者: owen11 时间: 2013-5-3 09:32
2. VGA接口的布局设计
布局方案特点：
（1）TVS管及滤波电容靠近接口位置处摆放且要求摆放紧凑整齐，走线时要尽量避免走线曲折的情况；
（2）滤波磁珠与跨接电容要置于隔离带中。
布局方案分析：
（1）接口及接口滤波电路周边不能走线且不能放置高速或敏感的器件；
（2）隔离带下面投影层要做掏空处理，禁止走线。

作者: jizhao1988 时间: 2013-5-3 09:33
回复 3# owen11

专业！感谢！！

作者: owen11 时间: 2013-5-3 09:36
3. VGA接口的分地设计（针对不同产品而言，可选用，夸地磁珠也可更改为电容）
方案特点：
（1）为了抑制内部单板高频噪声通过VGA接口向外传导辐射，也为了增强单板对外部干扰的抗扰能力。在VGA接口处增加防护和滤波器件，以滤波器件位置大小为界，划分出接口地；
（2）隔离带中可以选择性的增加磁珠作为两者地之间的连接，磁珠FB取值建议为600Ω/100MHz，信号线串联磁珠FB滤波，且滤波器件都置于隔离带内；为了防止外部强干扰通过端口耦合进内部PCB，引起内部器件性能下降，在靠近端口处信号线上增加防雷器件TVS管，具体布局如图示。
方案分析：
（1）当接口与单板存在相容性较差或不相容的电路时，需要在接口与单板之间进行“分地”处理，即根据不同的端口电压、电平信号和传输速率来分别设置地线。“分地”，可以防止不相容电路的回流信号的叠加，防止公共地线阻抗耦合；
（2） VGA接口信号传输速率较高，内部PCB板高频噪声很容易由公共地线通过接口向外传导辐射，因此将公共地分割且通过电感或磁珠相接，可以阻断共模干扰的传播路径。

作者: owen11 时间: 2013-5-3 09:44
4. VGA接口的结构设计（一般针对军工产品，盒式架构）
4.1 金属连接器的搭接（矩形连接器）
矩形连接器的搭接方式：
屏蔽连接器与屏蔽体之间的缝隙中装屏蔽材料（导电布或者不锈钢簧片），保证缝隙的屏蔽效能，这种屏蔽材料需要按照屏蔽连接器的形状定制加工，一般推荐导电布材料；或者在做机体的模具时，连接器的开孔做内嵌处理，增大连接器与机体间的接触面积，提高屏蔽效能。

连接器信号针脚定义：
（1） R、G、B信号针脚附件要有地针脚定义，最好做到个信号针脚旁边都有与之对应的地针脚；
（2）若是多组VGA信号在同一个连接器内，那么每组VGA信号之间要通过地针来相互隔离。针脚定义如下图所示：

作者: owen11 时间: 2013-5-3 09:48
5. VGA信号线缆设计（针对军品）
5.1 电缆与矩形连接器的搭接：
（1）屏蔽电缆的屏蔽层要求与金属连接器进行360°的搭接；
（2）屏蔽电缆屏蔽层要避免出现单独的“尾巴”现象。
5.2 电缆设计：
（1） VGA电缆一般由红、绿、蓝三根信号线和场同步、行同步两根信号线组成，其中红、绿、蓝三根信号线要分别屏蔽；各信号线组合后外层再用编织网包裹屏蔽，网状编织层编织密度不小于90%；组线方式如上图所示：
（2） VGA由于其高速传输特性，电缆两端需要增加磁环处理，磁环内径与电缆的外径要紧密结合，尽量选择厚长型的磁环。
走线设计：
（1） VGA电缆走线时要求远离其他强干扰源，如电源模块；
（2）电缆走线最好单独走线或与其他模拟以及功率线缆保持10cm以上距离，切不可与其他线缆一起混合捆扎。

作者: owen11 时间: 2013-5-3 09:50
呵呵，这是用公司的软件生成的文档，有不当之处希望大家多多指点，共同学习。

作者: 桃花岛主 时间: 2013-5-4 22:58
回复 5# owen11

很好，学习了；

那个隔离带PGND和GND的连接，我觉得这里磁珠不合适吧，因为你VGA信号频率比较高，所以，用电容可能合适些，如果是I/O信号频率低的话，用磁珠合适，当然，我所说的只是理论的分析。

作者: ZL999666 时间: 2013-5-5 12:24
好文！！收藏！

作者: haiyun0921 时间: 2013-5-5 22:23
PGND和GND如果隔离了，回流的时候都经过电容了，是否容易导致共地干扰呢？

作者: owen11 时间: 2013-5-6 08:57
回复 11# haiyun0921

这只是理论上的，具体的产品接口是否分地，跨地处是否加磁珠或者电容等，都要经过严谨的EMC测试来调整。

作者: langtuodianzi 时间: 2013-5-6 13:57
Video (DVI, VGA）接口可以通过瞬变电压抑制器阵列SRV05-4来实现保护。
(, 下载次数: 60)

(, 下载次数: 62)

特点：
5V 工作电压
保护4条I/O数据线
ESD防护于高速数据线满足
IEC 61000-4-2 (ESD) ± 15 kV (air), ± 8 kV (contact)
IEC 61000-4-4 (EFT) 40 A (5/50 ns)
IEC 61000-4-5 (Lightning) 12 A (8/20 µs)
低电容（3pF典型值）
低箝位电压
节省安装空间，SOT-23 6L封装

作者: jizhao1988 时间: 2013-5-6 14:31
有公司给R G B 3跟信号线走伴地线来降低串扰！

作者: jizhao1988 时间: 2013-5-6 14:35
有公司给R G B 3跟信号线走伴地线来降低串扰！不需要进行切割隔离。VGA的 connector 的样式对EMI影响也大！

作者: gx542413760 时间: 2013-5-6 21:34
MARK

作者: sarenbarci 时间: 2013-5-9 09:11
学习了

作者: sk1987 时间: 2013-5-21 12:38
写得很好很精辟！

作者: kenji 时间: 2013-5-22 08:22
之前的通用做法是GND与PGND之间加电容测试效果也比较好

作者: pxc_4521 时间: 2013-5-31 13:23
写的相当具体，值得借鉴。

作者: webber_RAE 时间: 2013-6-27 08:13

owen11 发表于 2013-5-3 09:36
3. VGA接口的分地设计（针对不同产品而言，可选用，夸地磁珠也可更改为电容）
方案特点：
（1）为了抑 ...

这个东西很不错，我们公司的产品没有用到VGA接口，不过只能学习了。

作者: forrestyoung 时间: 2013-6-30 20:24

owen11 发表于 2013-5-3 09:29
1. VGA接口的原理图设计
C1~C5为滤波电容，容值选取范围为33PF~100PF，典型值选取33PF；L1~L5为滤波磁珠， ...

请教一下，滤波电容的值是怎么选取的呢？因为我们现在VGA connector的滤波电路是电容--0.1μF；磁珠--120Ω\100MHz。对于滤波器的值的确定一直有疑问，还请赐教一下，谢谢~

作者: forrestyoung 时间: 2013-6-30 20:26

owen11 发表于 2013-5-3 09:36
3. VGA接口的分地设计（针对不同产品而言，可选用，夸地磁珠也可更改为电容）
方案特点：
（1）为了抑 ...

这里的“分地”应该不是moat线完全隔离吧？

作者: forrestyoung 时间: 2013-6-30 20:30

桃花岛主发表于 2013-5-4 22:58
回复 5# owen11

很好，学习了；

磁珠不是对高频滤波效果更好吗？

作者: wsn005 时间: 2013-7-1 23:04
写得不错，值得学习

作者: blyzhou 时间: 2013-7-29 16:47

作者: Peter 时间: 2013-12-19 23:34
RE: VGA接口EMC问题解决探讨 [修改]

作者: nancyoopice 时间: 2014-4-30 14:47
必须mark

作者: 413312 时间: 2014-11-6 22:38
good

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