Hi, in meiner Schaltung verwende ich einen RF-Teil mit externer Antenne und wollte euch mal fragen wie es mit der Masse vom RF-Teil aussieht. Da es ein Bastelobjekt ist, steht das Gehäuse nicht fest und es könnte Plastik oder Metall sein. Ich habe die Masse vom Antennensteckverbinder mit dem RF-Teil auf der Platine verbunden. Kann ich nun noch eine extra Ground-Plane direkt mit der Masse der Antenne verbinden oder muss ich generell einen Kondensator + Widerstand einsetzen wie es bei einem Metallgehäuse üblich ist ? Bei einem Metallgehäuse sollte die Antenne über einen Kondensator + Widerstand mit dem Gehäuse verbunden werden, da der Antennensteckverbinder aber leitend ist, wird das ein Problem. Muss ich dort die Masse vom RF-Teil schon über einen Kondensator + Widerstand mit der Masse der Antenne verbinden ? Danke für die Infos. Waldi
Ich verstehe ehrlich gesagt das Problem nicht, wenn ich das richtig sehe willst du an den Koax-Stecker deines RF Moduls ein Kabel anschliessen, am anderen Ende soll eine Groundplane ran. Ist doch kein Problem. Wozu jetzt noch C oder gar R verwenden? Ich sehe auch nicht wie das Gehäuse damit zusammenhängt. Oder willst du einfach nur einen Lambda/4 Strahler verwenden? Dann müsste man sich natürlich schon Gedanken über die Masse machen.
Ich benutze einen SMA-Antennen-Steckverbinder den ich direkt auf die Platine löte. Dieser kann auch zum befestigen am Gehäuse genutzt werden. Man kann den Ground vom Steckverbinder problemlos mit dem Finger erreichen (theoretisch, ich habe noch kein passendes Gehäuse). Wenn ich nun über meinen schönen Teppich laufe und mich auflade und dann direkt an den Steckverbinder (RF-GND) komme, gibt es eine schöne Entladung auf dem Platinen-Ground !? Ich habe viel über ESD-Schutz bei "normalen" Signalleitungen gefunden und auch gelesen. Zum Problem ESD-Schutz bei Antennen-Ground bzw. ESD-Entladungen auf Ground finde ich einfach nichts.
Ist die Schaltung denn irgendwo (übers Netzteil?) mit Schutzleiter verbunden? Dann würde die Ladung dahin abfliessen... wäre erstmal nicht soo schlimm, wenn die Schaltung davon nicht gestört wird. Oder hängt in der Masseverbindung irgendwo ein Bauteil in Serie, welches Schaden nehmen kann? Bei durchgängiger Masse in der gesamten Schaltung würde ich mir da keine Sorgen machen. Eher würde ich mir überlegen was passiert, wenn jemand den Strahler der Groundplane anfasst, und die Überspannung als Potenzialdifferenz zwischen Innen- und Außenleiter des Koax deinen RF Teil erreicht. Hast du das abgesichert?
Die Schaltung wird nur über Batterie betrieben. Ich kann mir nicht vorstellen das dort nur die Bauteile, die in Serie geschaltet wurden, Schaden nehmen und mache mir ernsthafte Sorgen. Ich benutze auch einen Low-Site Shunt und der wird das wohl nicht unbedingt überstehen. Die Antenne will ich direkt auf den SMA-Stecker schrauben und somit ist die Möglichkeit der Berührung nicht mehr gegeben. Es steht also nur die Ground vom SMA-Steckverbinder frei die direkt mit der RF-Groundplane verbunden ist und die es zu schützen gilt. > Eher würde ich mir überlegen was passiert, wenn jemand den Strahler der > Groundplane anfasst, und die Überspannung als Potenzialdifferenz > zwischen Innen- und Außenleiter des Koax deinen RF Teil erreicht. Hast > du das abgesichert? Für eine ESD-Absicherung müsste der Balun angepasst werden. Ohne Labor oder/und Designnotes vom Hersteller (das Wissen mal nicht mit einbezogen) geht das nicht. Der Hersteller (hier TI) hat seine RF-Appl. Notes ohne ESD Schutz und es gibt auch keine Werte für den Balun. Bei TI haben schon mehrer Leute angefragt: https://community.ti.com/forums/p/136/231.aspx https://community.ti.com/forums/p/217/578.aspx
Hä? Kapier ich nicht... wenn du die Antenne direkt auf den Stecker schraubst, dann wird der Strahler der Antenne doch freistehen? Warum soll man da nicht rankommen können? Keine Ahnung was du da für einen Balun hast, aber was soll passieren? Wenn du bei trockenem Wetter über den PVC Boden schlurfst und die Masse anfasst, dann lädt sich halt die Masse deiner Schaltung auf dein Potential auf... so what... davon merkt die Schaltung doch nichts. Nun kenne ich den genauen Aufbau nicht... wenn aus dem Funkmodul eine Datenleitung rauskommt, welche zufällig über die geerdete Heizung etc. hängt, und du fasst die Masse des Funkmoduls an, dann kann die Ladung Richtung Heizungsrohr abfliessen, wird aber eine hohe Spannung zwischen Datenleitung und Masse verursachen, welche den damit verbundenen IC etc. killen kann. Du musst also alle Zuführungen absichern. Wie gesagt, ich würde als allererstes mir Gedanken über den RX-Eingang machen, in einem deiner Links ist ein super Tip: Spule gegen Masse!!! Extrem geiler Tip, DC wird einfach abgeleitet. Muss natürlich RF-mässig passen, also ich meine von der Anpassung her darf die Spule nicht stören. Aber meist hat man ja sowieso mehrere LC Kombinationen zum Filtern/Anpassen so dass man eine Spule gegen Masse realisieren kann. Was ist eigentlich ein Low-Site Shunt? Und was hat der damit zu tun?
> Hä? Kapier ich nicht... wenn du die Antenne direkt auf den Stecker > schraubst, dann wird der Strahler der Antenne doch freistehen? Warum > soll man da nicht rankommen können? Der Strahler ist mit PVC umschlossen, es handelt sich um eine dieser 0815 WLAN-Antennen. > Keine Ahnung was du da für einen Balun hast, aber was soll passieren? > Wenn du bei trockenem Wetter über den PVC Boden schlurfst und die Masse > anfasst, dann lädt sich halt die Masse deiner Schaltung auf dein > Potential auf... so what... davon merkt die Schaltung doch nichts. Wenn sich die Masse auf ein anderes Potential anhebt, und mal theoretisch gesehen, sich das Potential zwischen VCC/GND invertiert, sieht ein IC an seiner Versorgung eine negative Spannungen und fragt sich, was will die jetzt von mir. Die ICs sind ja soweit alle mehr oder weniger gegen ESD geschützt, aber ich will das Problem an der Quelle lösen und nicht die ICs altern lassen. Eine anderes Problem, das sich damit noch ergibt, sind Pulldowns, die ja auch wieder direkt auf einen IC Ein-/Ausgang gehen und die die ESD auch sehen. > Nun kenne ich den genauen Aufbau nicht... wenn aus dem Funkmodul eine > Datenleitung rauskommt, welche zufällig über die geerdete Heizung etc. > hängt, und du fasst die Masse des Funkmoduls an, dann kann die Ladung > Richtung Heizungsrohr abfliessen, wird aber eine hohe Spannung zwischen > Datenleitung und Masse verursachen, welche den damit verbundenen IC etc. > killen kann. Du musst also alle Zuführungen absichern. Das ist mir soweit klar. Beim Anlesen der Information habe ich mich gefragt wie es mit der Masse-"Problematik" aussieht. > Wie gesagt, ich würde als allererstes mir Gedanken über den RX-Eingang > machen, in einem deiner Links ist ein super Tip: Spule gegen Masse!!! > Extrem geiler Tip, DC wird einfach abgeleitet. Muss natürlich RF-mässig > passen, also ich meine von der Anpassung her darf die Spule nicht > stören. Aber meist hat man ja sowieso mehrere LC Kombinationen zum > Filtern/Anpassen so dass man eine Spule gegen Masse realisieren kann. Die Schaltung Balun/LC-Netzwerk wollte ich nicht ändern, da ich keine Möglichkeit habe diese Änderungen zu verifizieren. Der TIP funktioniert nur mit einer riesigen Ground-Plane. Ich habe meine Schaltung in Inseln aufgeteilt (RF,CPU,DC/DC...) und Sternförmige Strompfade gelegt. Der "Joerg" ist kein Freund von dieser Lösung, schau dir mal auf seiner Webseite "Useful hints for system designers" an ;-). Bei mir ist auf etwa 20cm² auch nicht viel Platz für größe unabhängige Groundplanes. > Was ist eigentlich ein Low-Site Shunt? Und was hat der damit zu tun? Ich meinte einen low-side current shunt, also eine einfache Strommessung über einen Widerstand im Ground-Pfad.
Ich habe nochmal gestöbert. Hier mal ein Dokument, in dem behauptet wird, das eine einzelne Induktion nicht unbedingt effektiv ist: http://www.rfm.com/products/apnotes/antennamatch.pdf Und hier warum man es mit nur einer Induktion machen könnte : http://www.rfm.com/products/apnotes/antennamatch.pdf
Hey, die PVC Isolierung auf der Antenne nützt dir gar nix, die wird von ESD locker durchschlagen! Das Potenzial zwischen VCC und GND invertiert sich nicht, da ändert sich gar nichts dran! Stell dir doch eine Batterie vor, an einen Pol fasst du nach Aufladung auf dem Teppich an, dann hebst (oder senkst, je nachdem wie die Polarität deiner Ladung ist) du das Potenzial der ganzen Batterie auf ein anderes Niveau, aber die Spannung zwischen den Anschlüssen bleibt konstant, und eine an der Batterie angeschlossene Schaltung würde nichts merken. Die Spule zur Ableitung von ESD muss einfach direkt "als erstes" vom RX-Eingang gesehen gegen Masse geschaltet werden. Ob du nun eine durchgängige Masse hast oder nicht - deine feinen Kupferleiterbahnen werden durch den ESD schon nicht schmelzen, wir reden ja nicht von Blitzeinschlägen. Also kein Problem. Ich habe das erste pdf nur überflogen, aber da geht es nur um Anpassung, wenn ich das richtig sehe. Du sollst ja nicht die ganze Anpassung mit nur einer Spule machen, sondern nur auf jeden Fall eine Spule als erstes gegen Masse schalten. Das zweite pdf ist doch super, schalte einfach die Dioden so dazu, dass die Diodenkapazität mit der Spule in Resonanz ist, dann ändert die ganze Sache im Idealfall die Anpassung überhaupt nicht, und der Eingang ist super geschützt. Wenn der Shunt in der Masse niederohmig ist, wird es schon gehen. Er wird natürlich einen Spannungsabfall erzeugen, wenn ein ESD da abgeleitet wird, aber der Strom der dann fließt ist ja nicht so groß, ich sehe da kein Problem.
Ganz nebenbei: Es gab schon Leute, die haben einen dicken Blitzableiter glühen gesehen beim Blitzeinschlag! Da leuchten dann Eure BAV99 am Eingang ? Wenn ich die Wahl hätte, dann würde ich den Eingangskreis mit der dicken Spule auf einer Extra-Opferplatine anordnen. Bei mir hat diese Version schon Schaden am UKW-Eingangsteil erfolgreich verhindert. Ob jedoch die Schaltnetzteile die in der Hausinstalltion dann auftretenden Spitzen überleben, ist ein anderes Blatt einer Blitz-Geschichte.
Hier geht es wohl nur um kleinere statische Aufladungen, nicht um einen Blitz eines Gewitters...
@oszi40 Bei einem Blitzeinschlag werden wohl die 20cm² Platine glühen und sich in Asche auflösen. Anbei mal ein kleines Bild vom Prototype damit ihr wisst worum es geht ;-).
> Das zweite pdf ist doch super, schalte einfach die Dioden so dazu, dass > die Diodenkapazität mit der Spule in Resonanz ist, dann ändert die ganze > Sache im Idealfall die Anpassung überhaupt nicht, und der Eingang ist > super geschützt. Die mittlere Frequenz vom CC2500 liegt bei etwa 2441MHz und die Spule sollte etwa 1.4pH haben. Also sollte das soweit funktionieren. > Wenn der Shunt in der Masse niederohmig ist, wird es schon gehen. Er > wird natürlich einen Spannungsabfall erzeugen, wenn ein ESD da > abgeleitet wird, aber der Strom der dann fließt ist ja nicht so groß, > ich sehe da kein Problem. Ich habe den RF-Teil noch mit Ferrite Beads in beiden Zuleitungen (VCC/GND) von der restlichen Schaltung gegen Störungen im HF-Bereich abgesichert (100MHz/100Ohm). Wird der Ferrite Bead den ESD abschwächen (Wärme) oder wirkt sich der eher Störend aus ?
Rechne nochmal die 1.4pH nach, selbst 1,4nH wären noch zu wenig. In deinem Paper stand was von 300-500 Ohm, das entspricht 20nH-30nH bei 2,4 GHz. Die Ladung wird mit den Ferritbeads geringfügig langsamer abfliessen, schliesslich ist es ein Gleichtakt "Signal", welches daher auch von den Ferriten beeinflusst wird. Denke aber der Vorgang läuft eh so langsam ab dass die Ferrite keine signifikante Rolle spielen.
Bei den 330-500 Ohm ging es um eine einzelne Spule. Bei dem Beispiel mit der BAV99 (3pF) benutzen die im Beispiel 10nH bei 916.6MHz. Bei meiner Berechnung mit ~ 2.4GHz komme ich auf 1.4nH und nicht 1.4pH. Anbei ein kleines Skript für die Berechnung mit python. Bei den 916.6MHz komme ich auch auf 10nH.
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