Oberschwingungen in Uhren verursachen EMI-Probleme - In Compliance Magazine

2022-08-21 08:36:58 By : Mr. Vincent W

Taktsignale von 1 bis 100 MHz sind in der Regel für abgestrahlte EMV-Probleme im HF/VHF-Bereich verantwortlich.Oberschwingungen sind die Schuldigen, aber denken Sie an Strom, nicht an Spannung.Vor einigen Jahren war ich an der Fehlerbehebung eines EMV-Strahlungsproblems in 3 Metern Entfernung von einer Verbraucheranwendung beteiligt.Von 30 MHz bis 1 GHz enthielt das abgestrahlte Spektrum (Abbildung 1) Spitzen, die um 10 MHz getrennt waren.Abbildung 1: Abgestrahltes Spektrum vom DUTDie Frequenz von 140 MHz war die schlechteste Frequenz im Vergleich zu den CISPR 11-Grenzwerten, und da die Wellenlänge für diese Frequenz etwa 2 m beträgt, konnte die versteckte Antenne leicht im Stromversorgungskabel lokalisiert werden.Ein Ferrit reduzierte den abgestrahlten Pegel, aber dies war ein kostengünstiges Produkt und es war kein freier Platz im Inneren des Gehäuses verfügbar, so dass der Ferrit nicht als endgültige Lösung in Betracht gezogen wurde.Da sich im Inneren des Produkts ein 10-MHz-Takt (50 % Einschaltdauer) befand, wurde sofort angenommen, dass dies der Ursprung der Strahlung war.In Abbildung 2 ist ein typisches 10-MHz-, 50-%-Tastverhältnis und ein 3-V-Taktsignal in den Zeit- und Frequenzbereichen (FFT) aufgetragen.Das Taktspektrum zeigt 3., 5., usw. ungeradzahlige Harmonische: 10, 30, 50,…MHz).Vernachlässigbare (Null-)Pegel finden sich in der 2., 4. usw. geraden Harmonischen (20, 40, 60, … einschließlich des kritischen 140-MHz-Signals).Abbildung 2: Zeit- und Frequenzbereiche für ein Taktsignal, 50 % EinschaltdauerIn einem realen Signal erscheinen geradzahlige Harmonische grundsätzlich dann, wenn die Anstiegs- und Abfallzeiten ungleich Null sind und/oder das Tastverhältnis nicht 50 % beträgt.In jedem Fall haben geradzahlige Harmonische eine niedrigere Amplitude als ungeradzahlige Harmonische.Wie ist das möglich?Ich habe eine magnetische Nahfeldsonde (NFP) um die Platine herum verwendet.Das Rauschen wurde über dem IC (sehr starkes Signal) und in jedem Pin der Schaltung gefunden, aber besonders höhere Amplituden wurden um die vier Leiterbahnen gefunden, die verwendet wurden, um 3,3 V an den IC zu liefern.Oberschwingungen getrennt von 10 MHz, einschließlich gerader Werte, da das interessierende 140-MHz-Signal um die IC-Taktstifte herum gefunden wurde (Abbildung 3).Abbildung 3: Nahfeldsonde auf 3V3-VersorgungsspurenIn Abbildung 4 werden drei Signale mit hoher Bandbreite gemessen: i) das Taktsignal, ii) der NFP-Ausgang im Zeitbereich und iii) die FFT dieses Ausgangs.Abbildung 4: a) 10-MHz-Takt (2VDIV);b) NFP-Transienten (strombezogen) auf 3V3-Spuren und c) FFT von Signal b)Die Mittenfrequenz für die FFT liegt bei 140 MHz.Beachten Sie, dass das VOLTAGE-Taktsignal eine Frequenz von 10 MHz hat, aber der NFP-Ausgang (bezogen auf den Stromverbrauch des IC) das Doppelte des Takts (Laden und Entladen innerhalb des IC) beträgt: 20 MHz.Das Übeltätersignal war also nicht das Spannungstaktsignal.Der Schuldige war die aktuelle Wellenform, die in der Frequenz mit der Uhr (2-mal) zusammenhängt.Die Entkopplung des ICs wurde überprüft und optimiert, um die Stromstöße in den Stromversorgungsleitungen der Leiterplatte zu reduzieren.Mein letzter Rat: Wenn Sie EMI/EMV-Probleme mit periodischen Signalen beheben, achten Sie darauf, sowohl Spannung als auch Strom zu messen.Normalerweise hängen Probleme mit dem Strom zusammen.Arturo Mediano erhielt seinen M.Sc.(1990) und promovierte (1997) in Elektrotechnik an der Universität Zaragoza (Spanien), wo er seit 1992 eine Lehrprofessur für EMI/EMC/RF/SI innehat. Seit 1990 ist er in der Forschung und Entwicklung tätig Projekte in EMI/EMC/SI/RF-Bereichen für Kommunikation, Industrie und wissenschaftliche/medizinische Anwendungen mit solider Erfahrung in Schulung, Beratung und Fehlerbehebung für Unternehmen in Spanien, USA, Schweiz, Frankreich, Großbritannien, Italien, Belgien, Deutschland, Kanada, Die Niederlande, Portugal und Singapur.Er ist Gründer von The HF-Magic Lab®, einem spezialisierten Labor für Design, Diagnose, Fehlerbehebung und Schulung in den Bereichen EMI/EMC/SI und HF am I3A (Universität Zaragoza), und seit 2011 ist er Ausbilder für Besser Associates (CA, USA) bietet öffentliche und Vor-Ort-Kurse in EMI/EMC/SI/RF-Themen in den USA an, insbesondere im Silicon Valley/San Francisco Bay Area.Er ist Senior Member des IEEE, seit 1999 aktives Mitglied (Chair 2013-2016) des MTT-17 (HF/VHF/UHF) Technical Committee der Microwave Theory and Techniques Society und Mitglied der Electromagnetic Compatibility Society.Arturo kann unter a.mediano@ieee.org erreicht werden.Internet: www.cartoontronics.com.Arturo Mediano erhielt seinen M.Sc.(1990) und promovierte (1997) in Elektrotechnik an der Universität Zaragoza (Spanien), wo er seit 1992 eine Lehrprofessur für EMI/EMC/RF/SI innehat. Seit 1990 ist er in der Forschung und Entwicklung tätig Projekte in EMI/EMC/SI/RF-Bereichen für Kommunikation, Industrie und wissenschaftliche/medizinische Anwendungen mit solider Erfahrung in Schulung, Beratung und Fehlerbehebung für Unternehmen in Spanien, USA, Schweiz, Frankreich, Großbritannien, Italien, Belgien, Deutschland, Kanada, Die Niederlande, Portugal und Singapur.Er ist Gründer von The HF-Magic Lab®, einem spezialisierten Labor für Design, Diagnose, Fehlerbehebung und Schulung in den Bereichen EMI/EMC/SI und HF am I3A (Universität Zaragoza), und seit 2011 ist er Ausbilder für Besser Associates (CA, USA) bietet öffentliche und Vor-Ort-Kurse in EMI/EMC/SI/RF-Themen in den USA an, insbesondere im Silicon Valley/San Francisco Bay Area.Er ist Senior Member des IEEE, seit 1999 aktives Mitglied (Chair 2013-2016) des MTT-17 (HF/VHF/UHF) Technical Committee der Microwave Theory and Techniques Society und Mitglied der Electromagnetic Compatibility Society.Sehr interessant und sehr nützlich!Müssen wir bei einer Untersuchung mit einer an einen Spektrumanalysator angeschlossenen Nahfeldsonde die Korrekturfaktoren der Sonde in den Analysator laden und bei einer CISPR-Messung die Korrekturfaktoren der Antenne in den EMI-Empfänger einfügen?Liebe Shri.Danke für deine Nachricht.Das Problem wurde mit Keramikkondensatoren im 0805-Gehäuse gelöst.Ich erinnere mich nicht genau, wie viele Kondensatoren, aber ich erinnere mich, dass wir zwei Lösungen ausprobiert haben: i) 4 Keramikkondensatoren mit einem Wert von 1 uF (alle gleich) und Minimierung des Layouts (Spuren, Durchkontaktierungen usw.);ii) 2 Keramikkondensatoren mit einem Wert von 1 uF (0805) parallel zu einem 100-nF-0805-Kondensator, aber mit einer kleinen Ferritperle dazwischen.Beachten Sie, dass Ferrit normalerweise nicht empfohlen wird, aber in anderen Fällen nützlich sein kann, um Resonanzen zwischen Kondensatoren mit unterschiedlichen Werten zu vermeiden.Im Allgemeinen bevorzuge ich Kondensatoren mit kleinem Wert, aber Sie müssen Ihren VNA verwenden, um die Reaktion im interessierenden Frequenzbereich zu überprüfen, GrüßeInteressante Beobachtung – sehr relevant für die heutigen Bemühungen zur Lösung von EMI/EMC-Problemen!Ich bin neugierig, 1) die Werte der Entkopplungskondensatoren zu erfahren, die zur Lösung dieses Problems verwendet wurden, und 2) wenn neue Entkopplungskondensatoren eingesetzt wurden, hatten sie dieselben oder unterschiedliche Werte?SchriDeine Email-Adresse wird nicht veröffentlicht.Meinen Namen, meine E-Mail-Adresse und meine Website in diesem Browser speichern, bis ich das nächste Mal kommentiere.In Compliance ist eine führende Quelle für Nachrichten, Informationen, Bildung und Inspiration für Fachleute der Elektro- und Elektroniktechnik.Luft- und Raumfahrt Automobil Kommunikation Unterhaltungselektronik Bildung Energie und Energie Industrielle Informationstechnologie Medizin Militär und Verteidigung