【EMC整改】蓝牙音箱①ESD
kiwi
撰写于 2024年 05月 01 日

一、 样机外观结构及layout布局
外观结构:-
Layout:-
二、 样机功能及工作状态
功能:

  1. 蓝牙连接播放音乐;
  2. 插入TF卡播放卡内音乐;
  3. 插入AUX音频线播放输入的音乐;
  4. 插入TYPE-C设备进入充电模式,充电指示灯亮红灯;
  5. Reset插针孔,设备出厂设置;
  6. 开关机按键,+按键(短按一下音量减大;长按下一首),-按键(短按一下音量减小;长按上一首);暂停/播放键;
  7. 模式指示灯(BT、TF、AUX三种模式三种灯)。
    工作状态:
  8. 正常工作状态:各播放模式能正常播放音乐、各按键功能正常、充电正常、reset孔功能正常、指示灯模式对应颜色正确,音乐流畅无异声;
  9. 异常工作状态:功能不完整、播放声音异常等。
    三、 ESD测试点、放电方式及试验等级
    采用一般消费品标准 contact ±4k,air ±8k
    Contact:
    Type-c充电接口座子、金属按键、金属喇叭网;
    Air:
    AUX座子、TF卡槽、reset孔、type-c(充电模式)、外壳缝隙。
    四、 ESD测试规范及注意事项
    测试环境:温湿度大气压力符合范围;
    不同放电模式选用不同电极头:接触放电尖头、空气放电圆头;
    其他:标准内的规范操作。

五、 ESD测试数据记录
2024-05-01T12:38:04.png

TF卡播放模式播放音乐时进行±8K空气放电,样机异常现象:音乐停止播放,模式灯由橙色(TF模式)变为蓝色(BT模式),稍作等待无变化,重新拔插TF卡可恢复正常播放。
六、 问题分析整改及报告编写
由测试结果可知,TF卡槽电路部分存在ESD防护能力弱问题,所以整改优先查看TF卡槽部分的原理图接线、结构位置、layout布局。

主板位于全塑料外壳内部最上方,主板按键直接与外部金属按键片接触,主板下方为电池,电池下方为麦克风,外壳内部左右为喇叭位。因为塑料外壳,结构影响较小,故从其他方面下手。
Layout中,卡槽位于板子边缘,周围元件较少,无敏感信号,故直接从电路添加器件下手。
整改前:主板TF卡的部分电路及MIC部分电路如下图,主控MCU三个IO口分别经过一个磁珠,分别对地一个ESD/TVS器件和电容,到TF卡的数据脚DATA、时钟脚CLK、命令脚CMD。TF卡槽检测脚经一个电阻到CMD脚且接一个ESD/TVS到地。TF卡槽电源VDD经一个电阻至主板3V3电源且此TF卡槽引脚接一个10UF电容到地。观察主板PCBA,TF卡槽DATA、CLK、CMD引脚上的电容实际未贴。
Screenshot 2024-04-26 021312.png Screenshot 2024-04-26 014511.png
针对TF卡相关电路做出以下方案修改;根据以往经验在MIC电路处预先添加器件防护。

整改方案A:

  1. 原TF电路DATA 、CLK、CMD线上串接的磁珠换为我司ESD器件BTREF1005A01R301(带阻LRC滤波器,100M频率时呈现300欧姆阻抗,整改TF卡槽处常用滤波器300欧姆阻抗或低于300欧姆阻抗),且各添加10K上拉电阻至3V3(?CLK不用加?)。
  2. 电容处保持NC。
  3. TF卡VDD、DATA、CLK、CMD、CD引脚上ESD器件更换为我司ESD器件BTRD04A035(0.35低结电容,IEC61000-4-2 contact air 可承受±30K)。VDD线处同样添加ESD器件BTRD04A035,再加上一个104电容。
  4. MIC座子两根线处分别串入LRC滤波器BTREF1005A07R601和接一个ESD器件BTRS04A10到地。
  5. 在MCU AVDD引脚处对地添加ESD器件BTRS04A10。
    整改方案A测试结果:同整改前AIR±8K掉TF卡。

整改方案B:
依据以往经验,MIC会影响到此结果。故基于方案A把MIC拔掉在进行测试。
整改方案B测试结果:AIR±8K未出现掉TF卡情况

整改方案C:
基于方案A在MIC座子处两引线处各自添加一个102电容到地。
整改方案C测试结果:AIR±8K未出现掉TF卡情况

整改后数据:
2024-05-01T12:40:29.png

测试报告编写:-

【EMC整改】蓝牙音箱①ESD

一、 样机外观结构及layout布局
外观结构:-
Layout:-
二、 样机功能及工作状态
功能:

  1. 蓝牙连接播放音乐;
  2. 插入TF卡播放卡内音乐;
  3. 插入AUX音频线播放输入的音乐;
  4. 插入TYPE-C设备进入充电模式,充电指示灯亮红灯;
  5. Reset插针孔,设备出厂设置;
  6. 开关机按键,+按键(短按一下音量减大;长按下一首),-按键(短按一下音量减小;长按上一首);暂停/播放键;
  7. 模式指示灯(BT、TF、AUX三种模式三种灯)。
    工作状态:
  8. 正常工作状态:各播放模式能正常播放音乐、各按键功能正常、充电正常、reset孔功能正常、指示灯模式对应颜色正确,音乐流畅无异声;
  9. 异常工作状态:功能不完整、播放声音异常等。
    三、 ESD测试点、放电方式及试验等级
    采用一般消费品标准 contact ±4k,air ±8k
    Contact:
    Type-c充电接口座子、金属按键、金属喇叭网;
    Air:
    AUX座子、TF卡槽、reset孔、type-c(充电模式)、外壳缝隙。
    四、 ESD测试规范及注意事项
    测试环境:温湿度大气压力符合范围;
    不同放电模式选用不同电极头:接触放电尖头、空气放电圆头;
    其他:标准内的规范操作。

五、 ESD测试数据记录
2024-05-01T12:38:04.png

TF卡播放模式播放音乐时进行±8K空气放电,样机异常现象:音乐停止播放,模式灯由橙色(TF模式)变为蓝色(BT模式),稍作等待无变化,重新拔插TF卡可恢复正常播放。
六、 问题分析整改及报告编写
由测试结果可知,TF卡槽电路部分存在ESD防护能力弱问题,所以整改优先查看TF卡槽部分的原理图接线、结构位置、layout布局。

主板位于全塑料外壳内部最上方,主板按键直接与外部金属按键片接触,主板下方为电池,电池下方为麦克风,外壳内部左右为喇叭位。因为塑料外壳,结构影响较小,故从其他方面下手。
Layout中,卡槽位于板子边缘,周围元件较少,无敏感信号,故直接从电路添加器件下手。
整改前:主板TF卡的部分电路及MIC部分电路如下图,主控MCU三个IO口分别经过一个磁珠,分别对地一个ESD/TVS器件和电容,到TF卡的数据脚DATA、时钟脚CLK、命令脚CMD。TF卡槽检测脚经一个电阻到CMD脚且接一个ESD/TVS到地。TF卡槽电源VDD经一个电阻至主板3V3电源且此TF卡槽引脚接一个10UF电容到地。观察主板PCBA,TF卡槽DATA、CLK、CMD引脚上的电容实际未贴。
Screenshot 2024-04-26 021312.png Screenshot 2024-04-26 014511.png
针对TF卡相关电路做出以下方案修改;根据以往经验在MIC电路处预先添加器件防护。

整改方案A:

  1. 原TF电路DATA 、CLK、CMD线上串接的磁珠换为我司ESD器件BTREF1005A01R301(带阻LRC滤波器,100M频率时呈现300欧姆阻抗,整改TF卡槽处常用滤波器300欧姆阻抗或低于300欧姆阻抗),且各添加10K上拉电阻至3V3(?CLK不用加?)。
  2. 电容处保持NC。
  3. TF卡VDD、DATA、CLK、CMD、CD引脚上ESD器件更换为我司ESD器件BTRD04A035(0.35低结电容,IEC61000-4-2 contact air 可承受±30K)。VDD线处同样添加ESD器件BTRD04A035,再加上一个104电容。
  4. MIC座子两根线处分别串入LRC滤波器BTREF1005A07R601和接一个ESD器件BTRS04A10到地。
  5. 在MCU AVDD引脚处对地添加ESD器件BTRS04A10。
    整改方案A测试结果:同整改前AIR±8K掉TF卡。

整改方案B:
依据以往经验,MIC会影响到此结果。故基于方案A把MIC拔掉在进行测试。
整改方案B测试结果:AIR±8K未出现掉TF卡情况

整改方案C:
基于方案A在MIC座子处两引线处各自添加一个102电容到地。
整改方案C测试结果:AIR±8K未出现掉TF卡情况

整改后数据:
2024-05-01T12:40:29.png

测试报告编写:-

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