辐射测试不合格频点分析：基于STM32F215时钟谐波的EMI溯源
RE test data辐射测试数据
MCU 是 STM32F215（Cortex-M3）
一、先看是否存在“倍频规律”我们找一个“基频”，看看是不是它的整数倍。
🔎 观察 47.88 MHz如果这是某个时钟频率：
[*]2 × 47.88 ≈ 95.76 MHz
[*]3 × 47.88 ≈ 143.64 MHz
[*]4 × 47.88 ≈ 191.52 MHz
[*]5 × 47.88 ≈ 239.40 MHz
[*]6 × 47.88 ≈ 287.28 MHz
看：
[*]187.75 MHz≈ 4 × 47.88（接近）
[*]214.51 MHz≠ 整数倍
[*]268.49 MHz≈ 5.6 倍
[*]295.15 MHz≈ 6.16 倍
规律不够干净。
🔎 再看 52.76 MHz2 × 52.76 ≈ 105.52 MHz
有一个：👉 107.13 MHz（非常接近）3 × 52.76 ≈ 158.28 MHz
没有4 × 52.76 ≈ 211.04 MHz
👉 214.51 MHz（接近）5 × 52.76 ≈ 263.80 MHz
👉 268.49 MHz（接近）6 × 52.76 ≈ 316.56 MHz
👉 322.19 MHz（接近）这个规律开始像“倍频族”了
二、推测 MCU 主频STM32F215 常见主频：
[*]120 MHz
[*]96 MHz
[*]72 MHz
[*]60 MHz
[*]48 MHz
现在的频谱里：🔹 47.88 MHz极像 48 MHz
🔹 52.76 MHz不像标准系统频率
但有：🔹 107.13 MHz非常接近 108 MHz
108 MHz 是 STM32F2 很典型的 PLL 配置频率。
三、极有可能的系统时钟结构STM32F2 典型结构：外部晶振：8 MHz
PLL 放大：8 MHz × 27 / 2 = 108 MHz
108 MHz 主频然后：
[*]USB = 48 MHz（PLL 分频）
[*]AHB/APB 再分频
四、对照频率如果主频 = 108 MHz那：
理论频率测数据的频率说明
108 MHz107.13 MHz✅ 几乎一致
216 MHz214.51 MHz✅ 2次谐波
324 MHz322.19 MHz✅ 3次谐波
540 MHz582 MHz略偏但可能叠加调制
这组非常像“108 MHz 系列谐波”
五、再看 48 MHz 系列还有：
[*]47.88 MHz
[*]187.75 MHz
如果 48 MHz 是 USB 或内部时钟：48 × 4 = 192 MHz
有 187.75 MHz（接近）
六、结论推断极大概率：✅ MCU 主频 ≈ 108 MHz
✅ 外部晶振 8 MHz
✅ PLL 放大到 108 MHz
✅ USB 使用 48 MHz
七、为什么会超标？因为：
[*]MCU 主频是高速方波
[*]时钟上升沿 <2ns
[*]PCB 走线形成天线
[*]时钟线无地参考或回流路径断裂
[*]电源去耦不足
尤其：👉 200–400 MHz 是 MCU 时钟谐波辐射的高发区
👉 100 MHz 左右是最危险区间
八、验证方法
方法 1：降频测试把主频从 108 MHz 改为：
[*]72 MHz
[*]60 MHz
如果频谱整体下移那就确认是 MCU 主频谐波
方法 2：关闭某些外设
[*]关闭 USB
[*]关闭 ETH
[*]关闭高速 GPIO 翻转
看 48 MHz 或 108 MHz 谐波是否消失
九、整改方向（专业级）
① 时钟线处理
[*]晶振旁增加地铜围栏
[*]缩短晶振回路
[*]下方整面地
[*]加串联 22Ω 阻尼电阻
② VDD 去耦每个 VDD：
[*]100nF 贴脚
[*]1µF 就近
[*]多过孔接地
③ 加强地完整性
[*]不要割裂地平面
[*]时钟下方不能跨分割地
④ 降边沿速度GPIO 速度配置为：LOW SPEED很多人忘了这个，效果巨大。
十、总结判断超标点高度吻合：
[*]108 MHz 主频及其谐波族
[*]这不是随机噪声
[*]这是典型 MCU 时钟辐射族谱
扩展阅读：
基于 STM32F215 常见配置工程级谐波对照表：
一、假设条件（基于 STM32F215 常见配置）常见时钟结构：
[*]外部晶振：8 MHz
[*]PLL 主频：108 MHz
[*]USB 时钟：48 MHz
[*]AHB/APB 分频若干
频谱明显出现两个“族群”：
[*]108 MHz 谐波族
[*]48 MHz 谐波族
下面分别列出来。
二、108 MHz 主频谐波表假设主频 = 108 MHz理论谐波频率：Fn=108×n
n（倍频）理论值 (MHz)测到的 (MHz)误差可能来源
1108107.13≈0.8%MCU 主频
2216214.51≈0.7%主频二次谐波
3324322.19≈0.5%三次谐波
4432未列出—可能较弱
5540未列出—高频衰减
6648——高频损耗大
👉 现在超标的 107 / 214 / 322 MHz高度符合：108 MHz 主频谐波族
三、48 MHz 谐波族USB 或内部 48 MHz 时钟：Fn=48×n
n理论值测到的说明
14847.88几乎一致
296未明显出现
3144134–140 附近可能调制
4192187.75接近
5240214–268 区间可能混叠
6288295.15非常接近
7336322可能叠加
👉 187 MHz、295 MHz 都像 48 MHz 的高次谐波
四、52.76 MHz 那个频率怎么解释？这个比较特殊。
可能来源：① PLL 分频时钟
② AHB / APB 分频
③ SPI / ETH / LCD 像素时钟
④ DC-DC 开关频率的高次谐波
再验证一下倍频关系：
52.76 × n理论实测
2105.52107
3158.28—
4211.04214
5263.8268
6316.56322
它也形成一个“族”。
这说明：👉 52.76 MHz 很可能是一个内部总线频率
例如：108 MHz / 2 = 54 MHz
非常接近。
五、582 MHz 是哪里来的？如果主频 108 MHz：108 × 5 = 540
108 × 6 = 648
582 不完全匹配。
但：如果 97 MHz × 6 = 582
或者是：
[*]GPIO 快速翻转
[*]DC-DC 边沿谐波
[*]走线谐振频率
高于 500 MHz 常常是：👉 PCB 天线长度谐振
六、谐波归类总结表
频点倍频关系来源判断类型
47.8848 ×1USB 时钟基波
52.76108/2AHB/APB分频
107.13108 ×1MCU 主频基波
124–134调制混频杂散
187.7548 ×4USB 谐波4次
214.51108 ×2主频谐波2次
268.49108 ×2.5 / 52.7×5分频谐波
295.1548 ×6USB 谐波6次
322.19108 ×3主频谐波3次
582.74高频谐振PCB 天线效应非整数
七、为什么这些频率都会被看到？因为 MCU 时钟是“方波”。方波频谱：Fn=f0×n
理论上：无限多倍频只是幅度随频率下降。
而 EMC 测试天线在：
[*]100–300 MHz 最敏感
[*]200–400 MHz 是危险区
刚好全部命中。
八、谐波强度衰减规律（理论）理想方波：幅度∝1/n
实际 PCB：
[*]受走线长度
[*]回流路径
[*]地平面裂缝
[*]电源完整性
影响巨大。
所以有时候：3次谐波 > 2次谐波
这很常见。理论上谐波分量的能量是随着倍数越来越低，但是因为等效发射天线的影响，例如，更高次谐波有更高的天线发射效率，可能导致高次谐波发出去更强的干扰。
九、最终结论这个频谱结构高度说明：✅ 主频 108 MHz
✅ USB 48 MHz
✅ 总线 54 MHz 左右
✅ 谐波 + PCB 天线效应叠加这是“时钟谐波型辐射”，不是随机噪声。 STM主控规格书
一、 时钟源解析 (Clock Sources)根据芯片手册 与 PCB 实拍图，该系统包含以下关键时钟源：
[*]HSE (高速外部晶振)：PCB 实拍显示采用了一颗 8.000 MHz 的无源晶振。手册指出该芯片支持 4-50 MHz 的 HSE 输入。
[*]HSI (高速内部振荡器)：芯片内置 64 MHz 的高精度内部振荡器，常用于系统启动或作为 PLL 的参考源。
[*]CSI (低功耗内部时钟)：内置 4 MHz 时钟，用于低功耗运行模式。
[*]LSE/LSI (低速时钟)：分别为 32.768 kHz（外部实时时钟）和 32 kHz（内部看门狗时钟）。
二、 核心工作频率推导 (System Clock Logic)STM32H723 是一款高性能 MCU，其主频通过内部 PLL (锁相环) 对参考时钟进行倍频产生。
[*]最高主频限制：该芯片基于 Cortex-M7 内核，额定最高工作频率为 550 MHz。
[*]实测频率界定：根据我们辐射测试数据，频谱中出现了一个极其显著的基频点 107.13 MHz。
[*]108 MHz 是该产品声明的“内部最高工作频率”。
三、 法规定义下的频率界定 f_max在 YY 9706.102-2021 与 GB 4824-2025 的法规语境下，“最高工作频率”的定义至关重要：
总结该 MCU 虽然具备 550 MHz 的处理能力，但在当前产品申请中，应将 108 MHz 明确记录为内部最高工作频率。因为单片机内部的程序设置，让单片机只工作在108MHz的最高主频，哪怕这个单片机可以工作在550MHz。同时也直接决定了产品必须满足 1GHz 以上频段的 GB 4824 测试要求。
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