如何有效解决车载LCD仪表LVDS时钟EMI辐射超标问题？

时间： 2023-10-25 来源：韬略科技微信公众号

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一、前言

随着电子技术的发展，我们的生活中充满着形形色色的电子产品，LCD显示屏便是其中之一，被广泛应用在手机，电脑，仪表等产品上，目前主流的LCD显示接口为RGB，LVDS，mipi和HDMI。今天跟大家分享的案例为某LCD仪表的LVDS时钟EMI辐射超标问题处理，一起来看看吧。

二、案例背景

本次项目为某车载仪表，客户反馈存在时钟辐射超标问题。电路的架构比较简单，主要由两部分组成，主控电路板和显示屏，主控芯片输出LVDS信号，通过FPC排线驱动LCD显示屏，简单的电路架构如下图：

整改前200MHz-1G频段测试数据如下：

由数据可以看出，主板上存在44MHz的时钟倍频，主芯片IC的晶振为24MHz，通过频谱仪可以找到时钟辐射源头为LVDS信号。

三、整改过程与措施

整改措施1--时钟展频

对于高频时钟辐射问题，考虑时钟展频处理是最有效便捷的方式，可以实现直接在时钟源头处降低噪声强度。目前常见的展频方式可分为软件展频和硬件展频，软件展频需要看芯片是否支持，硬件展频是通过对芯片主时钟进行展频处理后传输给芯片，之后芯片输出的时钟信号都为展频后时钟。

对主IC进行展频处理，时钟频率24MHz，展频宽度±0.25%，效果如下图：

通过数据对比，可以发现，时钟单支展频后EMI有明显改善。继续测试其他频段，发现高频1G-2.5GHz频段1848MHz频点余量不够，数据如下：

排查：由于显示屏排线为普通排线，作为主要的数据传输路径，怀疑排线成为主要辐射路径，拔掉后1848MHz频点下降明显，数据如下：

整改措施2--数据线屏蔽处理

（1）对排线做屏蔽处理，用导电布包排线，不做接地处理，数据如下：

对比数据，发现1848MHz频点下降了3dB，但却造成了2156MHz频点超标，继续完善屏蔽措施，一般屏蔽都需要做两端接地处理。

（2）排线屏蔽+接地处理，数据如下：

通过屏蔽接地处理之后，数据多了一些余量，考虑到屏蔽排线成本，继续尝试其他方案。

整改措施3--不加屏蔽，在LVDS 信号线对之间加5pF小电容滤波，数据如下：

通过在LVDS信号线对之间加小电容做差模滤波，1848MHz频点已经有4个dB余量。

四、总结

为了应对越来越严苛的EMC标准，我们可谓是绞尽脑汁，既要考虑成本，又要兼顾方案的有效性与可实施性。本文针对LVDS信号驱动的LCD显示屏的EMI问题验证了两个有效的方案，其一是展频+排线屏蔽，另一种是展频+小电容滤波。

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