Frage:
Wie können EMV-Probleme für vorhandene Designs behoben werden?
Amr Bekhit
2015-01-16 04:20:01 UTC
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Ich werde mir einige Produkte ansehen, bei denen die Prüfung der EMV-Strahlungsemissionen nicht bestanden wurde und die Korrekturen vornehmen müssen, damit sie erfolgreich sind (leider können in diesen Fällen zwei der Designs nicht geändert werden Beheben Sie das Problem auf Platinenebene.

HINWEIS Um hochauflösende Bilder der Scans anzuzeigen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Bilder und öffnen Sie sie in einem neuen Tab / Fenster.

In meinem speziellen Fall ist das Die Probleme scheinen auf Folgendes zurückzuführen zu sein:

  • Produkt 1 befindet sich in einem Metallgehäuse mit einem Ausschnitt für ein TFT-Display und eine Tastatur sowie mehreren Kabeln, die aus dem Gehege. Das System basiert auf einem Mikrocontroller mit ungeschirmter Stromversorgung, abgeschirmtem CAN und abgeschirmten RS232-Schnittstellen, die aus dem Gehäuse austreten. Das Problem scheint von einem 25-MHz-Quarz zu kommen, der den Grafikcontroller antreibt und aus den Kabeln und auch von der Vorderseite des Bildschirms austritt.

Product 01 scan

    • Produkt 2 befindet sich ebenfalls in einem Metallgehäuse, jedoch mit einem Kunststofffenster und auslaufenden Kabeln. Dieses System basiert auf Mikroprozessoren (Linux) mit ungeschirmter Stromversorgung, abgeschirmtem CAN und abgeschirmten RS232-Schnittstellen, die das Gehäuse verlassen. Das Problem in diesem Fall scheint auf das 3A, 5V-Schaltnetzteil auf der Platine zurückzuführen zu sein (viele 3-kHz-Harmonische). Es gibt auch viele 45-MHz-Oberwellen, die von der SD-Karte stammen. Dieses Produkt kann geändert werden.

    Product 02 scan

    • Produkt 3 befindet sich in a Kunststoffgehäuse mit großem Kunststofffenster für auslaufende Anzeigen und Kabel. Das System basiert auf einem Mikrocontroller mit ungeschirmter Stromversorgung, abgeschirmtem CAN und ungeschirmten GPIO-Schnittstellen, die das Gehäuse verlassen. Das Problem scheint auch auf dasselbe 3A, 5V-Schaltnetzteil zurückzuführen zu sein (dasselbe Design wie beim vorherigen Artikel).

    Product 03 scan

    Alle drei Produkte sind Doppelschichtplatten.

    Welche Schritte kann ich unternehmen und welche Lösungen kann ich verwenden, um die Strahlungsemissionen dieses vorhandenen Designs zu reduzieren? Welches Referenzmaterial (Bücher, Artikel usw.) kann ich verwenden, um dieses Thema zu diskutieren?

Ich beneide dich nicht.Das Beheben dieser Probleme nach dem Einfrieren des Designs ist selbst mit heldenhaften Bemühungen nicht immer möglich.Dies dient nur dazu zu betonen, dass es weitaus besser ist, die EMV überhaupt nicht zu generieren, als zu versuchen, sie später zu unterdrücken.
Es sei denn, Sie können stundenweise aufladen :)
Sind diese 4 Schichtplatten mit Referenzebenen (VCC, GND in der Mitte)?Oder zwei Schichten?
@SomeHardwareGuy sie sind alle 2 Schicht.
Ich würde gerne einen Schaltplan und ein Layout für das SMPS sehen.Ist der Induktor abgeschirmt?
Beachten Sie, dass Sie dem Bild in der Beschreibung einen Link hinzufügen können, sodass durch Klicken auf die Bilder die höher aufgelöste Version geöffnet wird.
@MattYoung der Induktor ist in der Tat abgeschirmt.Ich denke darüber nach, eine weitere Frage nur auf dem SMPS zu veröffentlichen, da das Design noch offen ist und es so aussieht, als würde es auch in anderen Designs verwendet.
Vier antworten:
The Photon
2015-01-16 04:33:27 UTC
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Es gibt einige allgemeine Strategien, die Sie in Betracht ziehen können:

  • Fügen Sie eine Abschirmung hinzu, falls dies noch nicht geschehen ist.

  • Lücken in der Abschirmung schließen. Denken Sie daran, dass die Strahlungseffizienz einer Öffnung im Schild ungefähr von der größten Abmessung abhängt (eine 4 "x 0,001" Naht strahlt fast so effizient wie ein 4 "x 4" Loch). Konzentrieren Sie sich also darauf, die längsten Nähte mit Dichtungen oder anderem aufzubrechen Arten von leitfähigen Materialien.

  • Fügen Sie EMI-absorbierendes Material in das Gehäuse ein. Dies ist normalerweise eine Lücke, um Änderungen in anderen Teilen des Designs zu vermeiden, aber es ist im Allgemeinen teuer und nicht unbedingt sehr effektiv.

Über diese allgemeinen Strategien hinaus, diese Art von Das Problem hängt stark von den Details Ihres Systems ab und davon, welche Änderungen Sie sich leisten können. Daher ist es schwierig, genauer zu bestimmen, was Sie tun können.

Vielen Dank für Ihre Vorschläge.Ich habe mehr Details zu meinen spezifischen Problemen hinzugefügt, falls dies dazu beiträgt, mehr Ideen hervorzubringen.
Some Hardware Guy
2015-01-16 04:47:30 UTC
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Es gibt Dinge, die Sie tun können. Photon hat oben einige nette Tipps. Haben Sie die Scans von dem Fehler? Posten Sie eine, wenn Sie dies tun. Holen Sie sich einige Emi-Sonden, die ich benutze diese die Schleife ist die nützlichste. Leihen Sie sich einen Spektrumanalysator aus oder gehen Sie zu Ihrem Testhaus und verwenden Sie dessen (auch wenn Sie nicht in einer Kammer sind). Finden Sie jetzt mit den Sonden die Ursache Ihres Fehlers heraus.

Deaktivieren Sie Dinge in Ihrem Stromkreis oder entfernen Sie Teile, bis Sie die Frequenz sehen, bei der Sie versagt haben. Allmählich werden Sie beginnen, die Quelle der Strahlung zu verstehen, und dann können Sie mit Gegenmaßnahmen umgehen, um festzustellen, ob sie verschwindet.

Sie sagen, Sie können das Design nicht ändern, aber Sie könnten wahrscheinlich tauschen Sie Komponenten aus oder fügen Sie hier und da einen kleinen Widerstand oder eine Ferritperle hinzu. Oh und unterschätzen Sie nicht die Nützlichkeit der Verwendung einer Spread-Spectrum-Taktquelle, wenn Ihr Design dies unterstützen kann.

Ich habe die Scans hochgeladen.Hoffentlich haben sie genug Details, um nützlich zu sein!
Dave Tweed
2015-01-16 04:51:18 UTC
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Sie befinden sich im Grunde genommen zwischen einem Felsen und einem harten Ort.

Die Antwort ist eine Abschirmung, sowohl elektrisch (z. B. klebrige Kupferfolie) als auch magnetisch (z. B. Ferrite um Kabel).

Achten Sie jedoch auf die Kosten. Wenn Sie die Leiterplatte nicht respinieren können, können Sie die Gehäuse vermutlich auch nicht umrüsten. Notlösungen wie Ferrite und Kupferfolie werden jedoch Ihre wiederkehrenden Kosten erheblich erhöhen, einschließlich des Arbeitsaufwands für deren Installation. Es dauert nicht lange, bis der Punkt erreicht ist, an dem eine Respin überhaupt kostengünstiger gewesen wäre.

Vielen Dank für Ihre Vorschläge.Ich denke, ich werde wahrscheinlich sehen, wie weit ich mit den Pflasterkorrekturen kommen kann, und dann entscheiden, ob es sich lohnt oder nicht.
ThreePhaseEel
2015-01-16 05:18:23 UTC
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Ein Vorschlag für die undichten Fenster wäre die Verwendung eines leitfähigen Netzes oder einer Beschichtung, die am Gehäuse oder am Gehäuseschild abgedichtet ist. Dadurch wird ein Großteil der aus ihnen austretenden HF unterdrückt. Wie bereits erwähnt, sollten Sie Klemmferrite um die Kabel verwenden, um das Gleichtaktrauschen gering zu halten (Gleichtaktstrommessungen sind ein guter Weg, um herauszufinden, ob Sie dort ein Problem haben). Ist das Schaltnetzteil im zweiten und dritten Design wie alles andere in dieselbe Karte integriert, oder handelt es sich um eine separate Karte? Wenn es das letztere ist, kann es sich lohnen, einen leiseren Ersatz dafür vorzuschlagen.

Haben Sie übrigens ein Buch.

BEARBEITEN: Ich habe es nicht getan Bis jetzt haben Sie die Grafiken nicht veröffentlicht. Obwohl alles, was ich oben geschrieben habe, hilfreich sein sollte, können Sie auch andere Dinge tun, insbesondere das zweite Produkt und den lästigen SD-Kartensteckplatz. Ich würde vorschlagen, dass die Softwareentwickler die SD-Karte untertakten und dann eine Hardwareänderung an Vorwiderständen an den SD-Kartenleitungen in der Nähe des IC vornehmen, der sie antreibt - diese beiden Änderungen zusammen werden dies tun Reduzieren Sie sowohl die Frequenz des Rauschens (was die Abschirmung erleichtert und die Strahlung der Platine erschwert) als auch die Amplitude (durch Erhöhen der Anstiegs- und Abfallzeiten des Signals - wenn Sie dazu die integrierte Anstiegsgeschwindigkeitsregelung verwenden können, ist dies der Fall auch gut).

Vielen Dank für die nützlichen Vorschläge und für die Buchempfehlung!In Bezug auf das SMPS ist dies auf der Platine integriert.Ich denke darüber nach, eine weitere Frage zu stellen, die sich nur darauf konzentriert, da dies in Designs enthalten ist, die derzeit offen für Änderungen sind.
Gute Idee - SMPS klingt so, als müsste es an der EMI-Front etwas verschärft werden.
+1 zum Übertakten.Ich war überzeugt, dass das Hinzufügen eines Widerstands in der Nähe des Ausgangspins in Reihe mit jeder SD-Kartenleitung ein besserer Ansatz ist als Kondensatoren allein.Das Hinzufügen eines Kondensators allein zu Datenleitungen verschlimmert die Situation häufig.[Schalten Sie Ihre Signalleitungen nicht "ab", sondern fügen Sie stattdessen einen Widerstand hinzu.] (Http://techref.massmind.org/techref/electips.htm#series_resistor)


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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