Jump to content

    
Sign in to follow this  
sigmaN

Защитить аналогово/цифровое устройство от воздействия ВЧ помех

Recommended Posts

Разработано устройство, предназначенное для работы с сотовым телефоном.

Плата 2х4см, двухслойка. Нижний слой практически весь земля.

О помехах при разводке никто не думал.

С телефона девайс берет питание и 2 провода rs-232.

Всё завёл с помощью экранированых проводов(старый кабель от CD-ROM к звуковухе).

Вся плата обёрнута фольгой изолированной скотчем, фольга на GND.

 

При работе телефона в наушнике(уже выход с устройства) слышны характерные звуки GSM передатчика.

Устройство имеет свойство сбоить по этой причине.

При определённом взаимном расположении платы устройства, моих рук и телефона - эффект не наблюдается.

 

В ВЧ технике я не волоку.

Если не помогает экранирование, то что может помоч?

Может быть использовать как-то диаграмму направленности встроенной антены.

Или сантиметров на 50 от телефона устройство удалить?

До этого момента я наоборот старался делать провода короче.

Саму плату сейчас расположил на задней стенке телефона, но опять - как повезет.

То есть наводки, то почти нет(отражение?).

 

HEEELP!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тел, кстати, SE W810i.

Подключил стандартную гарнитуру и аж удивился!

На самом деле, работу передатчика можно услышать даже когда просто звонишь по мобильному - а тут вообще тишина!

Я обмотал провод витков 5 вокруг тела в районе антены - тишина!

Чисто теоретически стало интересно как добиваются такого эффекта?

Аудио усилок стоящий за пол метра и то ловит помехи!

А тут же ещё и микрофон встроен. Фантастика ))

 

В схеме вижу присутствие индуктивностей на всех аудио входах/выходах.

Пришла мысль, что возможно я ловлю большей частью помехи через питание?

Беру его непосредственной подпайкой к разъёму аккумулятора. Может тоже дроссель поставить? Какой?

 

Также проскользнула у меня идея с удлиннением провода(подальше, см на 30-40) и ззакрутить концы кабеля через ферритовые кольца, ну чтобы вроде как ВЧ гасили. Но опять таки нужно ведь как-то всё это посчитать, прикинуть по характеристикам наводки....

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если "чисто теоретически", то разбиритесь с соглавованием входных и выходных сопротивлений, с токовой петлёй, с фильтрафией по питанию...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если чисто теоретически,то мне нужно больше теории: почему не помогает экранирование? Как защитить плату(а это и тактовая и аналоговая схемка)..токовая петля,я так понимаю, это больше на rs-232 интерфейс.

Ну или пара практических советов не помешала бы. Добавил дроссель по питанию - ничего не изменилось....

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну или пара практических советов не помешала бы. Добавил дроссель по питанию - ничего не изменилось....

 

Если увидеть схему, то можно попытаться предметно её обсудить ;)

А так....

Экранирование тем эффективнее, чем выше частота и чем толще экран.

Дроссель неэффективен на высоких частотах из-за паразитной межвитковой емкости.

 

О какой частоте помехи идёт речь?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Схема в принципе стандартная, без особых изысков.

DSP Texas Instruments, работающий на частоте 150MHz(30MHz интегральныйгенератор тактовой на плате),аудиокодек(сигма-дельта АЦП/ЦАП) кодирует/декодирует звук на 8кГц(тактируется сигналом 75MHz).

Стаб питания TPS71334(линейный). Абсолютно всё включено по стандартным схемам с даташитов. Надо - могу выложить конечно,но смотреть там не начто особо)) В данный момент это отладочный вариант устройства. Любые доработки и доделки ещё возможны и даже нужны :-)

 

Частота помехи...ну наверное 900MHz.

Обычный GSM телефон - начните по нему говорить и от него будет фонить и телевизор и активные колонки ПК и мой девайс:-)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если чисто теоретически,то мне нужно больше теории: почему не помогает экранирование?

Экранирование может не помогать по разным причинам - разместите фото - посмотрим.

 

Сильно изменить ситуацию с наводками можно довольно просто - разместиь на всех проводах клипсы с ферритами и положить внутрь экрана радиопоглощающий материал.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сколько смотрел схем на сотовые телефоны, они борятся так, везде где можно вставляют RC цепи 50..100 ом последовательно плюс конденсатор 27pF на землю. Вот и вся защита. Т.е. на все выводы цифровые и аналоговые поставить вот эти RC цепи, у них на 900MHz будет очень большое

поглощение сигнала.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еле закинул. Оххх не сладко на GPRS в инет ходить:-))

 

Просто одеть ферритовую трубку на провод или закрутить виток вокруг кольца?

Кстати, а 900 ли мегагерц помеха?

Учитывая звук который улваливает вся аппаратура,мне показалось, что как-то влияет то, что передатчик на самом деле включается и выключается во время GSM обмена. Там же время распределяется...т.е. в момент, когда он передаёт - он передаёт на частоте ~900MHz, но сумма всех эти квл/выкл даёт другую частоты(которая ниже).... Ну что-то в этом роде..

 

Щас ищу провода подлиннее,чтобы уменьшить влияние на саму плату и ферриты(где-то кольца валялись)...

Экран потолще сделаю тоже.

post-35751-1231859055_thumb.jpg

post-35751-1231859323_thumb.jpg

post-35751-1231859918_thumb.jpg

post-35751-1231860631_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Кстати, а 900 ли мегагерц помеха?

Учитывая звук который улваливает вся аппаратура,мне показалось, что как-то влияет то, что передатчик на самом деле включается и выключается во время GSM обмена. Там же время распределяется...т.е. в момент, когда он передаёт - он передаёт на частоте ~900MHz, но сумма всех эти квл/выкл даёт другую частоты(которая ниже).... Ну что-то в этом роде..

 

В общем виде ситуация выглядит так- 900 мгц- эта такая гадость, которая везде пролезет :)

а физика появления низкочастотных звуков такова- сигнал передатчика телефона GSM - один временной кадр- 4 мс, кажется, потом пауза в 7 кадров. то есть импульсы вч с достаточно высокой скважностью. Этот радиоимпульс детектируется первым же попавшимся на пути радиосигнала нелинейным элементом- транзистором, диодом, пр, и на выходе появляются эти самые НЧ импульсы.

 

Судя по всему, помеха у вас по линиям питания. Смотрите организацию питания и разводку земли. Для анализа влияют ли доп. экраны и провода у rs-232, можно их отключить, и послушать что в наушнике при работающем телефоне..

 

Устройство, по видимому, как-то обрабатывает поток данных с телефона и превращает их в звук. :) я бы смотрел питание аудиоусилителя ( или что там вместо него) и его связь с землей устройства.

 

Следует также учитывать, что уровень мощности передатчика зависит от уровня сигнала базовой станции.

 

Если не секрет- для чего такой здоровый DSP? что-то связанное с техникой для слабослышащих? :unsure:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Скорее для слабовидящих:-D

Секрета никакого тут нет. Понастоящему устройство будет комплектоваться DSP в BGA корпусе 10x10мм и иметь весьма небольшие размеры, сопоставимые с размерами флэшки MS PRO Duo.

Этот весь огород нагородили просто потому, что с доставаемостью таких корпусов возникли проблемы, а двигатться надо дальше.

 

Так, хорошо, с физикой помехи разобрались более-менее, как я и думал, дело с вкл/выключениями передатчика.

 

Теперь,мне как полному чайнику, скажите что нужно смотреть с организацией питания и разводкой земли?

Просто основные правила. Или пните на источник.

Плату разводят в стольном граде Киеве, некая команда Х.

Отличаются они высокой степенью "запарок" и я сомневаюсь, что если задачу поставить типа: внести изменения в разводку для дополнительной помехозащищённости платы от таких-то помех. То едва ли раза с 3 у нас что-то рабочее получится.

 

Что касается проводов: нашел раздолбанную гарнитуру от Samsung D600, она очень мне понравилась,провода просто сказка!

 

Вопрос по ферритам. есть 2 кольца и 2 трубки ферритовые. Также целая куча больших колец от БП ATX и материнок.

Что лучше применить? Я могу провод там и по 5 и по 15витков обмотать.

Вот эти длинные трубки можно разрезать, аккуратно(кругом от "болгарки"),я думаю:-))

post-35751-1231935513_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Теперь,мне как полному чайнику, скажите что нужно смотреть с организацией питания и разводкой земли?

Просто основные правила. Или пните на источник.

Источник любая схема сотового телефона, во всяком случае по организации питания.

Плата многослойная, под каждым узлом схемы план земли, и сверху, каждый узел

заэкранирован металлическим кожухом в дырочку. Зайдите в любую мастерскую сотиков

и купите пару битых плат Siemens или Nokia. Там как раз задачка для Вас решена, DSP,

рядом с передающей частью.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Короче смешно наверно, но сам лопухнулся с такой бодягой, правда частота у нас 430МГц и мощность в 100 раз меньше чем в мобиле. Но наводится как ни странно!

Короче весь ваш "экран" не имеет никакого значения при таких длинных проводах торчащих из него :)

они внутри его переизлучают столькоже как если бы экрана вообще не было.

По поводу защиты от излучения. Мне помогло когда поставил на входах операционников пару кондеров по 100-300пф на землю (наводилось только на первые каскады, дальше как ни странно не полезло. в вашем случае возможно надо защищать все усилительные каскады). В следующем дизайне планируем закрыть экранами усилительный тракт и наставить ЭМ фильтров по входным цепям, но учтите экран будет работать только если он распаян по периметру по земле и все провода которые под него заходят развязаны по ВЧ вблизи экрана (в идеале надо ставить проходные кондеры, которые паяются в дырки экрана). Для этого Murata выпускает Noise Suppression Products-EMI Filters -спецом для таких вот целей. Но возможно в вашем варианте (не видя схемы трудно сказать) хватит простой RC цепочки по входам усилков, ну и по питанию естественно. Только по входам нужно ставить в непосредственной близости с операционником, провод длиной 2-3см уже ловит все наводки!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Окончательный вариант,так сказать.

Проблемы остались, но наводки примерно в 2раза сбить удалось.

По крайней мере уже можно хоть что-то отлаживать и если телефон положить на край стола, а девайс повесить на проводе головой вниз - то даже ни малейших наводок по НЧ тракту не слышноПровод идущий от наушников накручкен на феррит.кольцо(4раза) как можно ближе к разъёму.

 

Это от неопытности всё. Так заняты были продумыванием основных концепций и выбором проца помощнее, что никто даже не успел подумать, что эта вся ерунда будет работать в сложной ВЧ обстановке.

Но ничё: в трудностях характер закаляется. RC фильтра в rev1.2 поставим однозначно.

 

Кстати, а как вообще идея покрасить плату тонким слоем лака для изолякции(оставив островки с землёй не закрашенными по периметру платы) а потом сверху каким-нибудь метализированным покрытием, чтобы получился экран сплошной.

Выстрелит? Или только намаемся с отмыванием, если чё надо будет перепаять:-)

post-35751-1232014006_thumb.jpg

post-35751-1232014120_thumb.jpg

post-35751-1232014238_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this