担忧“电磁干扰”成隐形杀手? 宁畅工程师一招守护服务器稳定

  提起电磁波,总让人联想到电视机的雪花屏以及广播的沙沙声。原本强度、频率整齐的电磁波,因各种干扰变得不稳定导致视听不畅。

  在电子设备中,这种不稳定电磁波形成的高能波峰,便成为EMI(电磁干扰)对周边设备造成耗损。EMI一直被视为电子设备的隐形杀手,相比一般使用环境及产品结构。放置在数据中心的服务器内部空间小、敏感器件多、功率密度高、配电复杂,加之成千上万台服务器一起运转,庞大数量的电子设备使EMI问题更加突出。

  近日,新锐服务器厂商宁畅工程师,便就产品预研过程中如何解决服务器EMI问题公布了一种解决方案,宁畅工程师用各种办法,才将不稳定的电磁波变为“整齐”的“宁畅波”。

  宁畅信息产业(北京)有限公司(简称“宁畅”)是集研发、生产、部署、运维一体的服务器厂商,及IT系统解决方案提供商。宁畅可结合用户需求,提供全方位深入定制化服务。

  解决案例:

  问题:电磁干扰达250mV

  宁畅硬件工程师测试某主板系统100M CLK信号有叠加570kHz左右的周期性脉冲,信号上下叠加干扰峰值高达250mV,导致信号质量不符合SI Spec要求。图片如下:

图片[1]-担忧“电磁干扰”成隐形杀手? 宁畅工程师一招守护服务器稳定-4747i站长资讯

  查找原因

  一、查看原理图,此信号是由100MHz CLK发生器经过Buffer输出至各PCIe Slave设备,测试发现CLK3有周期性干扰。测试Buffer输出其他信号,发现CLK1也有干扰,但是其他通道CLK信号此干扰很小,排除此Buffer芯片本身问题或芯片供电影响。

  二、查看PCB对比CLK信号走线差异,CLK2走线布在BOT层,CLK3走线布在BOT和内层。两组信号在BOT层走线没有太大差异,初步排除BOT层干扰。经过仔细检查,CLK3内层走线的上下两层是完整的GND参考层,走线间距满足手册要求,层内其他信号干扰也可排除。单独测试GND信号,发现有560kHz周期性干扰,初步定位干扰源。

图片[2]-担忧“电磁干扰”成隐形杀手? 宁畅工程师一招守护服务器稳定-4747i站长资讯图片[3]-担忧“电磁干扰”成隐形杀手? 宁畅工程师一招守护服务器稳定-4747i站长资讯

  三、这种低频率噪声首先怀疑来源是开关电源的PWM信号。

  采用如下几种替代实验,来验证源头:

  实验方法干扰是否存在

  用直流电源直接供给系统12V否

  用直流电源供给DC/DC转换器输入电压否

  用直流电源供给合路缓起芯片INPUT电压是

  通过以上实验可初步判断是合路缓起芯片工作中产生的干扰通过GND层耦合到了CLK信号。

  原因分析

  根据合路芯片规格书,查看其内结构框图,发现其有两路输出,OUT1输出链路没有经过PWM开关链路,中间只是经过一些MOSFET,其功能主要是均流作用,不是原因所在。而OUT2部分没有详细框图,从其Spec可以得到其开关频率典型值有两个:510kHz和480kHz。怀疑此部分电路为干扰源。

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