Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik EMV ATmega Board (Abstrahlungsproblem)


von M. T. (quax11)


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Hallo zusammen

Ich lasse gerade mein neu entwickeltes Board prüfen. Beim EMV habe ich 
allerdings noch massive Probleme.
Die Platine strahlt bei 32MHz 11dB über dem erlaubten Maximalwert.

Hier noch einige Details zum Aufbau:
- Zwei getrennte 5V Stromkreise, LDO Regler (1 für Schaltung onboard und 
1 für Versorgung externer Geräte)
- 16MHz Quarz nahe am ATMEGA328 (inkl. Kondensatoren)
- I2C Buskabel hängt an dem Prüfling (GND, 5V, SDA, SCL) Länge: 30cm und 
90cm

Gestern hatten wir die Spannungsregler abgetrennt und 5V direkt über ein 
hochwertiges Netzteil eingespiesen. Die Abstrahlung der erwähnten 
Frequenz fiel 10dB unter Grenzwert.

Ist es möglich, dass ein LDO das Problem auslösen kann?

Vielen Dank für euere Hilfe!

von Mr. Tom (Gast)


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M. T. schrieb:
> Ist es möglich, dass ein LDO das Problem auslösen kann?

Hat der auch einen Namen und hast du vernünftige Abblockkondensatoren 
auf dem Board?

von M. T. (quax11)


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Ja, das sind die beiden:
- LM1085 (LM1085IS50NOPB, für externe Geräte)
- LD1086 (511-LD1086D2T50-TR, intern)

Kondensatoren sind so verbaut, wie in den Datenblättern vorgeschlagen.

von Patrick W. (pw-sys) Benutzerseite


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Schaltplan und Layout wären nett

von Quarz (Gast)


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> Schaltplan und Layout wären nett

Hier mal zwei Ausschnitte aus dem Layout.

von Anja (Gast)


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M. T. schrieb:
> Ist es möglich, dass ein LDO das Problem auslösen kann?

Nein in 99% aller Fälle ist eine falsche Masseverdrahtung schuld.

Quarz schrieb:
> Hier mal zwei Ausschnitte aus dem Layout.
Das wichtigste sieht man schon mal nicht: wie sind die 
Quarz-Kondensatoren an den Prozessorpin angeschlossen.

Gruß Anja

von F. H. (Gast)


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> Die Platine strahlt bei 32MHz 11dB über dem erlaubten Maximalwert.

Ist die Störung breitbandig oder spitz wie eine Nadel bei 32 MHz?

Wie sind Deine Abblock-Cs am µC angebunden? (Layout!)

Schönen Gruß

von Quarz (Gast)


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F. H. schrieb :
> Ist die Störung breitbandig oder spitz wie eine Nadel bei 32 MHz?

Sie ist spitz.

> Wie sind Deine Abblock-Cs am µC angebunden? (Layout!)

100nF zwischen VCC und GND.

von F. H. (Gast)


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>> Wie sind Deine Abblock-Cs am µC angebunden? (Layout!)

> 100nF zwischen VCC und GND.
Ja und wo sind die? Irgendwo auf dem Board oder direkt am µC -> Layout 
bitte!

Nadelförmig spricht für den µC und gegen den LDO.
Du könntest mal von dem Quarz auf den internen Oszillator gehen (falls 
Deine Schaltung das zulässt).

-> andert sich nicht viel (Spitze bleibt ungefähr bei 32 Mhz) = 
Versorgungsanbindung des µCs schlecht

-> verbessert sich = Quarz ungünstig angebunden -> Rückpfad der Masse 
der beiden Quarz-Cs möglicherweise recht lang. Evtl. 10 Ohm in die XTAL2 
Leitung

Viel Erfolg!

von Quarz (Gast)


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F. H. schrieb:
>> 100nF zwischen VCC und GND.
> Ja und wo sind die? Irgendwo auf dem Board oder direkt am µC -> Layout
> bitte!
Die sind relativ weit vom uC entfernt. Ich kann das komplette Layout 
leider nicht veröffentlichen, da es ein kommerzielles Produkt ist.

> Du könntest mal von dem Quarz auf den internen Oszillator gehen (falls
> Deine Schaltung das zulässt).

Das kann ich über die Fuses mal so einstellen.

> Evtl. 10 Ohm in die XTAL2 Leitung
Reicht hier ein einziger Widerstand in Serie an XTAL2?

Vielen Dank für deinen Input!

von Pastor Braune (Gast)


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> Die sind relativ weit vom uC entfernt. Ich kann das komplette Layout
> leider nicht veröffentlichen, da es ein kommerzielles Produkt ist.
>

Meinst du das ernst ,glaub ich nicht,so wie das aussieht.

lese dir mal ein pcb tutorial durch

http://alternatezone.com/electronics/pcbdesign.htm

mfg

von F. H. (Gast)


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> Die sind relativ weit vom uC entfernt.
Dann denke ich, ist der Fehler identifiziert.

> Ich kann das komplette Layout leider nicht veröffentlichen, da es ein
> kommerzielles Produkt ist.
Nicht das komplette, nur den Bereich um den µC. Im Anschluss eines µCs 
liegt nicht wirklich know-how.

>> Du könntest mal von dem Quarz auf den internen Oszillator gehen (falls
>> Deine Schaltung das zulässt).
> Das kann ich über die Fuses mal so einstellen.

Ich hatte ehr bedenken, da ja der Resonator um einiges ungenauer ist als 
der Quarz und es so zu Problemen mit z.B. UARTs kommt. Wenn Du das so 
ohne weiteres machen kannst, stellt sich mir die Frage ob Du dir nicht 
das Geld für den Quarz sparen kannst. Was sich später auch auf Deinen 
Gewinn auswirkt.

>> Evtl. 10 Ohm in die XTAL2 Leitung
> Reicht hier ein einziger Widerstand in Serie an XTAL2?

Früher hat man das u.U. so gemacht:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/29220/Unbenannt-1.png
R1 = 1MEG
R2 = 10 Ohm

> Vielen Dank für deinen Input
Bitte

Schönen Abend!

von Fox Mulder (Gast)


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Quarz schrieb:
> Ich kann das komplette Layout
> leider nicht veröffentlichen, da es ein kommerzielles Produkt ist.

Naja, so wie die Ausschnitte aussehen hat da wohl der Autorouter die 
meiste Arbeit gemacht. Die Platine kannst du dann entsorgen und noch mal 
von vorne anfangen.

von Anja (Gast)


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Quarz schrieb:
> Ich kann das komplette Layout
> leider nicht veröffentlichen, da es ein kommerzielles Produkt ist.

Dann wirst Du dir wohl professionelle Hilfe holen müssen.
Dein EMV-Labor ist anscheinend keine große Hilfe.

Gruß Anja

von Mr. Wu (Gast)


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Quarz schrieb:
> Sie ist spitz.

Dann kannst du auch gleich bei 48 MHz mal nachgucken. Oder liegt das 
nicht im zuprüfenden Frequenzfenster ;-)

von testtest (Gast)


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Du hast ja den Fehler schon gefunden. Dein 5V-Regler schwingt. Brauchst 
du für die 5V einen LDO? Das sind pnp-Regler mit doch recht unangenehmen 
Eigenschaften. Eine davon ist die Instabilität bei bestimmten 
Kapazitäten. Sollte im 1085/1086 Datenblatt stehen.
Mein Tip wäre entweder die Kapazität anzupassen oder auf einen 
npn-Regler wie dem 7805 überzugehen.

von L. P. (lpg)


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testtest schrieb:
> auf einen
> npn-Regler wie dem 7805 überzugehen.

Rock solid - seid mehr als 20 Jahren!

Lg

von toto (Gast)


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und weshalb ist der anderen Seite keine GND plane ?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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toto schrieb:
> und weshalb ist der anderen Seite keine GND plane ?

Jo, generell sind das für GND und Vcc viel zu dünne Bähnchen. Kräftige 
GND und Vcc Polygone und Niederohmigkeit sind bei aktiver und passiver 
EMV die erste Wahl. Es gilt auch, je weniger Strippengewirr, desto 
geringer ist Übersprechen zwischen Nachbarbahnen und je kürzer die 
Bahnen, desto geringer ist die Abstrahlung unerwünschter Frequenzen.

M. T. schrieb:
> - I2C Buskabel hängt an dem Prüfling (GND, 5V, SDA, SCL) Länge: 30cm und
> 90cm

Das ist hart an der Grenze. Tu dir einen Gefallen und führe zumindest 
zwischen SDA und SCL ein GND ein. Besser ist es sogar, wenn beide 
Busleitungen von GND 'eingerahmt' werden. Über solche langen 
ungeschützten Strecken wird Einstrahlung und Übersprechen sofort zu 
einem Problem.
I2C ist kein Bus mit Fehlerkorrektur oder -erkennung.

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