Jump to content

    

Дорожка 5В рядом с антенной WiFi

Добрый день!

Проектируем устройство с Wi-Fi. Сейчас получается, что земляной вывод разъёма SMA антенны находится всего в 1.5мм от питания +5В разъёма micro-USB, а сигнальный вывод разъёма SMA антенны находится в 4.5мм от питания +5В разъёма micro-USB. Импульсное питание +5В может иметь пульсации до 200мВ, но чаще всего до 120мВ. В связи с чем вопросы:

1. На сколько плохо это может сказаться на сигнале Wi-Fi и есть ли смысл пробовать выпускать такую плату или лучше сразу искать другое решение по расположение цепей?

2. В чём можно попробовать промоделировать такую ситуацию если есть отсчёты осциллограммы питания 5В? Можно наверное попробовать в каком-нибудь пакете получить спектр

пульсаций БП(грубо допустив, что они периодические) и прикинуть, что будет в районе ширины сигнала Wi-Fi.... Есть ли смысл этим заниматься в данной ситуации?

 

Благодарю.

Сергей.

post-17829-1528795904_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Переходные на SMA-коннекторе должны быть без термалов (те которые на землю).

Правильно их сделать не по одному большому на каждый пад, а много мелких.

Используйте другой разьем micro-USB, зеркальный, у которого питание с другой стороны. Есть такие.

Из опыта - проблем в подобном не было, правда у меня и зазоры от Wi-Fi коннектора до питания был чуточку побольше. Где то в районе сантиметра.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ничего там не будет, на самом деле. Если сомневаетесь сделайте консервативное решение.

Залейте все землей на верхнем слое и пробейте переходными GND контур вокруг вашего SMA разъема с шагом в 1мм.

И сделайте по два ViaInPad прямо на пинах GND разъема SMA и никаких отводов от пинов.

 

На картинке не показано куда и как ведутся трассы USB. Если они есть на внутренних слоях допустим,

имеет смысл поместить вокруг них два ряда заградительных переходных GND, то есть протащите как в волноводе.

 

Промоделировать это все можно в любом 3D пакете моделирования для СВЧ, CST, HFSS, AWRDE.

Но если вы подходите консервативно, и пытаетесь вытащить на моделях, то скорее всего Вам придется поднять

класс платы, использовать микро и скрытые переходные, потратить больше внимание развязке WiFI и USB

более тотально. Скажем отделить WiFi экраном из жести и контуром прошитым переходными.

 

Но точно можно сказать одно, по питанию 5V у Вас не будет помех на WiFi, там не та энергетика, кроме того

стоят ferritebead, которые не дадут разогнатсья импульсам помех. А вот наводки от разъема USB, кабеля и трасс

по сигналу, вот это скорее всего будет основной проблемой.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Добрый день!

Проектируем устройство с Wi-Fi. Сейчас получается, что земляной вывод разъёма SMA антенны находится всего в 1.5мм от питания +5В разъёма micro-USB, а сигнальный вывод разъёма SMA антенны находится в 4.5мм от питания +5В разъёма micro-USB. Импульсное питание +5В может иметь пульсации до 200мВ, но чаще всего до 120мВ. В связи с чем вопросы:

1. На сколько плохо это может сказаться на сигнале Wi-Fi и есть ли смысл пробовать выпускать такую плату или лучше сразу искать другое решение по расположение цепей?

2. В чём можно попробовать промоделировать такую ситуацию если есть отсчёты осциллограммы питания 5В? Можно наверное попробовать в каком-нибудь пакете получить спектр

пульсаций БП(грубо допустив, что они периодические) и прикинуть, что будет в районе ширины сигнала Wi-Fi.... Есть ли смысл этим заниматься в данной ситуации?

 

Благодарю.

Сергей.

 

1. Точно вам скажет моделирование (после трассировки).

2. Но можно не моделировать, а принять превентивные меры (дёшево).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Большое спасибо всем за ответы!

Уточню, micro-USB используется только как разъём питания платы, т.е. USB линии от него не идут. Пульсации могут быть макс до 200мВ, но чаще до 120мВ.

Переходные отверстия я пока ещё не ставил.

Второй вопрос - а если там будет ZigBee вместо wifi(есть возможность поменять их взаимно местами на плате), тоже всё должно быть нормально? У ZigBee макс мощность передатчика 1мВт, а у Wi-Fi до 100мВ может быть. Разница очень значительная.

 

Благодарю.

Сергей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ваши пульсации по питанию не смогут создать хоть какие нибудь вменяемые помехи для радиоканала. Чтобы быть уверенным,

ну хотите, просто поставьте параллельно 5V связку прямо у разъема 1pF/10pF/100pF и забудьте.

Не смогут пульсации по 5V разогнаться настолько чтобы как то пролезть в RF, только если эти пульсации

будут валить питание самого приемника, а это уже совсем другая тема. Но и там также все решается просто,

ставите перед микросхемой ferritebead и с батарею конденсаторов у чипа. И никаких проблем с питанием не будет.

 

Если у Вас есть спектранализатор, вот повесьте его прямо на питание 5V и посмотрите спектр. Если будет помеха

вы ее сразу увидите задолго до того, как приемник начнет лажать.

 

Если спектроанализатора нет, возьмите хороший быстродействующий АЦП или осциллограф с записью, запишите питание 5V

во время этих самых помех, затем переведите запись в цифру и загоните в любую программу показывающую спектр.

Или как вариант в Matlab и посмотрите спектр помех. В районе 400MHz и выше у Вас вообще ничего не будет в принципе.

 

Edited by twix

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ваши пульсации по питанию не смогут создать хоть какие нибудь вменяемые помехи для радиоканала. Чтобы быть уверенным,

ну хотите, просто поставьте параллельно 5V связку прямо у разъема 1pF/10pF/100pF и забудьте.

Не смогут пульсации по 5V разогнаться настолько чтобы как то пролезть в RF, только если эти пульсации

будут валить питание самого приемника, а это уже совсем другая тема. Но и там также все решается просто,

ставите перед микросхемой ferritebead и с батарею конденсаторов у чипа. И никаких проблем с питанием не будет.

 

Если у Вас есть спектранализатор, вот повесьте его прямо на питание 5V и посмотрите спектр. Если будет помеха

вы ее сразу увидите задолго до того, как приемник начнет лажать.

 

Если спектроанализатора нет, возьмите хороший быстродействующий АЦП или осциллограф с записью, запишите питание 5V

во время этих самых помех, затем переведите запись в цифру и загоните в любую программу показывающую спектр.

Или как вариант в Matlab и посмотрите спектр помех. В районе 400MHz и выше у Вас вообще ничего не будет в принципе.

 

Спасибо большое!

Теперь спокойнее буду делать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Cюда же в догонку ещё один вопрос по трассировке.

Есть eMMC, шина которой работает примерно на 50 МГц. Линии шины проходят прямо над 2-мя импульсными дросселями+конденсаторы, т.е. питание снизу, а линии сверху. Плата 6-ти слойная, т.е. между ними как минимум 2 слоя земли сплошных + слой питания + сигнальный слой. Прикрепил скриншот: верхний слой красный, нижний - синий. Сейчас прокинуто предварительно. Одно из питаний может до 1600мА выдавать, другое до 500мА. Напряжения источников питания около 1В и питают они ядра процессора.

 

Вопрос: стоит ли опасаться за помехи на шине eMMC? Ведь линии проходят прямо над силовым контуром, который идёт с дросселя через фильтрующие конденсаторы выходного LC фильтра?

 

Есть вариант поместить вместо питания снизу саму eMMC, и тогда эта проблема решится, но она была отодвинута ближе к кнопке, которая висит на её линии D5 eMMC шины, чтобы ответвление к кнопке было как можно короче(хотя оно всё равно получилось длиной примерно в 3 раза длиннее основного отрезка от разветвления до вывода eMMC, придётся возможно удлинять все линии, чтобы сделать ответвление короче основного конца).

 

Спасибо!

post-17829-1529931484_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

На эти ваши вопросы хороший ответ даёт программа гиперлинкс, также аналогичные проверяющие целостность сигналов и цепей. Просто освойте; вопросы наводок, влияний, и тп отпадут сами собой.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для предварительной трассировки ответы на вопросы имеют общий характер.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сколько лет этому разделу, а вопросы имеющие совершенно однозначные ответы(в частности не требующие никакого моделирования) все также задаются сугубо в контексте подчеркнуто убогих и целиком говеных плат :laughing: Т.е. когда все разумные соображения, требования производителей, best practices и даже design guidelines :biggrin: не то чтобы игнорируются, а словно специально нарушаются настолько абсурдно насколько это вообще возможно.

 

Сперва наперво надо начать разводить источники питания как минимум нормально, т.е. сугубо полигонально, с нормальным числом и расстановкой виа и таким же плейсментом. Потом узнать почему установка термалов на виа есть верный признак "гуру электроникса". Ну а дальше как раз можно начинаться учиться именно самой разводке :laughing:

 

Можно конечно "начать моделирование", однако реальность такова, что те кто действительно понимают что они делают в симуляторе никогда не будут делать такие же проезды как в картинке из прошлого поста, ведь от этого их оберегает одно и то же знание, начинающееся примерно с уровня школьной физике 8 класса :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сколько лет этому разделу, а вопросы имеющие совершенно однозначные ответы(в частности не требующие никакого моделирования) все также задаются сугубо в контексте подчеркнуто убогих и целиком говеных плат :laughing: Т.е. когда все разумные соображения, требования производителей, best practices и даже design guidelines :biggrin: не то чтобы игнорируются, а словно специально нарушаются настолько абсурдно насколько это вообще возможно.

 

Сперва наперво надо начать разводить источники питания как минимум нормально, т.е. сугубо полигонально, с нормальным числом и расстановкой виа и таким же плейсментом. Потом узнать почему установка термалов на виа есть верный признак "гуру электроникса". Ну а дальше как раз можно начинаться учиться именно самой разводке :laughing:

 

Можно конечно "начать моделирование", однако реальность такова, что те кто действительно понимают что они делают в симуляторе никогда не будут делать такие же проезды как в картинке из прошлого поста, ведь от этого их оберегает одно и то же знание, начинающееся примерно с уровня школьной физике 8 класса :biggrin:

 

На скриншоте сугубо предварительно всё, так что нет смысла придираться к разводке. Всё о чём вы сказали - я прекрасно знаю. Все предыдущие разы я всегда избегал подобных решений, но тут ситуация вынуждает пробовать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

По правде говоря не могу представить, как можно заранее положить термалы на виа чтобы потом поправить :laughing:, однако позвольте спросить- что же такое вас заставляет доводить плату до абсурда?

ситуация вынуждает пробовать

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть eMMC, шина которой работает примерно на 50 МГц. ...

Если трассы шины eMMC отделены от силовых трасс слоям GND с обоих сторон, беспокоиться не о чем.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если трассы шины eMMC отделены от силовых трасс слоям GND с обоих сторон, беспокоиться не о чем.

 

Мне кажется, что так как поле там электромагнитное, а не электростатичное. то помеха может генерироваться за счёт переменного магнитного поля. Ток приличный же вроде. Если источник импульсный выдаёт 1.5А, то амплитуда переменного тока в дросселе 30% может достигать от макс. тока, т.е. порядка 0.5А, а это уже очень прилично.

 

 

На эти ваши вопросы хороший ответ даёт программа гиперлинкс, также аналогичные проверяющие целостность сигналов и цепей. Просто освойте; вопросы наводок, влияний, и тп отпадут сами собой.

 

Лет 10 назад я работал c гиперлинкс, когда того требовала ситуация: SDRAM+FGPA+FLASH, 100МГц, на одной шине. Потом как-то не приходилось - когда делаешь всё по правилам и плата позволяет это делать, то всё работает и без моделирования. А как кнопку SMD заложить в модель IBIS гиперлинкса? Или сейчас эти модели уже все есть готовые?

 

Спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now