"Poor man's" EMV-Design

Signalintegrität und EMV sind 2 paar Stiefel. Für Signalintegrität 
brauchst du ein schnelles Oszi mit passenden Tastköpfen und evtl 
Analysesoftware. Damit kannst du bei EMV wenig anfangen.

Rud Korl schrieb:
> Gibt es Möglichkeiten auch mit schmalem Geldbeutel und ein bisschen
> Bastelfreude zumindest mal die schlimmsten Designkatastrophen empirisch
> zu erkennen?

1. Kauf dir einen durchstimmbaren Weltempfänger.  Damit kannst du 
sicherstellen, dass du den Funkempfang nicht störst.

2. Bei leitungsgebundenen 230V Störungen hilft ein fertiges 
Leitungsfilter, um die grössten Sauereien (Schaltnetzteil) abzufangen.

3. Bei allen I/O Leitungen einen L-C Filter vorsehen.  Der L ist eine 
Ferrit-Perle um die 0.5uH - 10uH sein, der C im Bereich 100p - 1n, das 
auf einen ruhigen GND geht (Gehäuse wenn Metall).

4. Sicherstellen, dass alle Schirmungen (USB, Ethernet, Gehäuse) an 
einem
elektrisch ruhigen Schaltungspunkt angeschlossen sind, also nicht in der 
Nähe von einem Clock oder uC - wo der GND herumwackelt.

Gruss,
Udo

Wie willst du da Messungen durchführen? Die Flankensteilheit liegt 
mittlerweile im psec bereich. Nach der Fausregel Bandbreite = 0.35/Rise 
Time = 0.35/150psec = 2,3GHz. Das bräuchtest du um die Signalflanken 
überhaupt vernünftig anzuzeigen, denn die werden ja durch die Leitungen 
auch abgerundet (Tiefpass). Da bist du dann halt bei ca. 10k€ für solch 
ein Oszi. Für Hobbyisten eigentlich unerschwinglich.

Rud Korl schrieb:
> Gibt es Möglichkeiten auch mit schmalem Geldbeutel und ein bisschen
> Bastelfreude zumindest mal die schlimmsten Designkatastrophen empirisch
> zu erkennen?

Bedenke mal, daß Erfahrung keine Handelsware ist. Durch Betrachten des 
eigenen Zeuges und Gedanken daran, wie und wo dort Ströme und deren 
Rückkehr fließen könnten, kannst du dir schon mal einiges an 
Design-Katastrophen ersparen.

Kostet kein Geld, nur eigenes Nachdenken.

Wenn du allerdings meinst, daß du mit irgendwelchen Programmen o.ä. dir 
das eigene Erfahren ersparen kannst, dann geht das in die Hose. Sowas 
kann zum Bestätigen (oder eben nicht) dienen, aber möglichst gut machen 
mußt du es schon selbst.

Dergute W. schrieb:
> Wenn eine Leitung zwischen 2 HiSpeed Komponenten nix
> abstrahlt, geht zwangslaeufig die gesamte Energie vom Sender an den
> Empfaenger.

Das siehst du aus etwas zu großem Abstand. Wenn ein schnelles Signal an 
einen Impedanzsprung auf der Leitung kommt, gibt es Reflexionen und die 
müssen nicht zwangsläufig abstrahlen. Dennoch kann sowas den Signalfluß 
deutlich verderben. Ich geb dir mal ein Beispiel: Oszillografiere mal 
den Ausgang eines AD8000 direkt mit der Tastspitze an der 
Ausgangsleitung. In 99% der Fälle kannst du dann eine von deinem 
Tastkopf verursachte Schwingung beträchtlichen Ausmaßes sehen. Wenn du 
dann zwischen Tastspitze und Leitung einen kleinen Widerstand (47..100 
Ohm) setzt, ist alles gut. Sagt dir das etwas?

W.S.

SYS_CLK schrieb:
> Wie willst du da Messungen durchführen? Die Flankensteilheit liegt
> mittlerweile im psec bereich. Nach der Fausregel Bandbreite = 0.35/Rise
> Time = 0.35/150psec = 2,3GHz. Das bräuchtest du um die Signalflanken
> überhaupt vernünftig anzuzeigen, denn die werden ja durch die Leitungen
> auch abgerundet (Tiefpass). Da bist du dann halt bei ca. 10k€ für solch
> ein Oszi. Für Hobbyisten eigentlich unerschwinglich.

ich glaube nicht, dass der OT die Flankensteilheit messen will, sondern 
die abgestrahlte Energie auf (über/unter/in) der Platine/Groundplane, 
die gerade bei hoher Steilheit zu Problemen führen kann, wenn das Design 
schlecht ist.

Vlt. nach einem gebrauchten Spektrumanalyser schaun oder ein Scope mit 
FFT kaufen.

Für EMV brauchts einen Spektrumanalyser :)

W.S. schrieb:

> Wenn du allerdings meinst, daß du mit irgendwelchen Programmen o.ä. dir
> das eigene Erfahren ersparen kannst, dann geht das in die Hose. Sowas
> kann zum Bestätigen (oder eben nicht) dienen, aber möglichst gut machen
> mußt du es schon selbst.

Das ist selbst mir als Quasi-Laie klar. Gerade als solcher traue ich 
meinem eigenen Urteil in dem Bereich nicht besonders und würde mich 
gerne von zwei (oder mehr) Seiten dem Thema nähern. Es geht mir auch 
nicht darum, einen EMV-Test zu bestehen oder Hardware für andere, 
geschweige denn für einen Markt herstellen. Nur lernen, experimentieren, 
basteln und mir nicht unnötigen Ärger durch mieses Design machen.

Über Material von Rick Hartley (auch hier schon erwähnt) oder z.B. 
diverse Interviews des Youtube-Kanals von Altium ergibt sich für mich 
das Bild, dass neben dem Verständnis der Grundlagen, dem Überwinden von 
Mythen (die früher vlt. mal richtig waren, dem technischen Stand aber 
nicht mehr angemessen sind) man letztlich doch nicht am Messen und 
Simulieren vorbeikommt. Ich kann solche Annahmen natürlich nicht 
beurteilen. Auch die Aussage von Experten, dass diese regelmäßig 
konsultiert würden, weil Designs der Kollegen einer EMV-Prüfung oder 
anderen Kriterien nicht standhalten, interpretiere ich so, dass es auch 
für den Profi kein Einfaches ist, Wissen und Designregeln richtig 
anzuwenden. Ist doch dann kein Wunder, dass ich erstmal davon ausgehe, 
dass ich das Erlernte nicht richtig verstanden habe und einen 
empirischen Check machen will, oder?

Bernd K. schrieb:
> Wie siehts mit AM-Radios als Störempfänger aus? Evtl. sogar mit
> Pegelanzeige.

Bei Störungen im GHz-Bereich?

P. S. schrieb:
> Die "schlimmsten Designkatastrophen" kann man auf jeden Fall mit Wissen
> vermeiden.
+1
Die Messung beweist nur das meine Maßnahmen erfolgreich waren oder wo 
ich weiter optimieren muss. Vorher muss ich aber verstanden haben was 
EMI verursacht, welche Arten von Störungen es gibt und was ich dagegen 
tue.

Immer an der Quelle entstören und an der Ausbreitung hindern.
Die Netzfilter sind nur der Letze Teil der Entstörung und oft nicht der 
wirksamste.

P. S. schrieb:
> mit einer Nahfeld-Sonde und einem Oszi mit FFT
> einfach mal zu schauen was so im Frequenzbereich los ist.
Da sieht man dann irgendwas in irgendeiner Höhe, aber ohne jeden Bezug 
zu einer Labormessung.

Wenn man die Störaussendung normgerecht gemessen hat und weiß in welchem 
Bereich man Überschreitungen hat, sind Nahfeldsonden einen gute 
Möglichkeit den Störer zu identifizieren. Viel mehr können die m.E. 
nicht.

Ich messe Leitungsgebunden EMV mit selbstbau LISN, Messplatz mit 
Kupferplatte, Stromwandler und Siglent SSA. Alles zusammen keine 2K€ und 
sehr viel Zeit.
Meine Messwerte stimmen in der Größenordnung mit den Labormessungen 
überein.
Schon wenn man die Kabel vom DUT zum LISN anders verlegt als in der 
Messvorschrift, kann man völlig andere Werte bekommen.

Man kann das alles für kleines Geld selbst bauen und auch mit einen 0815 
China handheld Speki erstaunlich gute Messungen hinbekommen.
Wenn ich nicht mindestens 5dB unter dem Grenzwert bin, brauche ich nicht 
ins Labor zu gehen.

Fürs Hobby nicht notwendig, ausser es ist Teil des Hobbys.
EMI und Gegenmaßnahmen verstehen und einplanen ist schon die halbe 
Miete.

Gunnar F. schrieb:
> LISN-Mate Nachbau von WE

Der interessiert mich.
Getrennte CM DM Beurteilung ist doch recht hilfreich.
Ich finde nur den tekbox LISN Mate.
Hast Du da Unterlagen für mich oder einen Link?

Gunnar F. schrieb:
> einäugige unter den Blinden
Ich denke mehr ist bei EMV kaum zu erreichen.
Die Momente an denen mir recht klar ist was passiert und die an denen 
ich mich nur noch durch Versuch, Irrtum, Nahfeldsonde und begründete 
Vermutung langsam einer Lösung entgegenstümper, wechseln sich ab.

Max M. schrieb:
> Getrennte CM DM Beurteilung ist doch recht hilfreich.
> Ich finde nur den tekbox LISN Mate.
Dafür nimmt man zwei LISN und hängt da einen Combiner oder einen 
180°-Combiner dran:
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/separating-common-mode-and-differential-mode-emissions-in-conducted-emissions-testing.html

Jobst M. schrieb:
> Und um die Energie der Störsignale zu verschmieren, benutzt man spread
> spectrum.

Kann bis zu 10dB bringen.
Mit Pseudo Random, sonst weniger und abhängig davon wie weit man spreizt 
und mit welcher Frequenz.

Jobst M. schrieb:
> diese auch mit
> dem AM-Radio erwischen.
Nett, aber das sagt eben wenig darüber aus wie weit man über oder unter 
dem Grenzwert ist den man einzuhalten hat.
Ist auch wirklich schwer die eine unbekannte Störung zu finden in einem 
saumäßig großem Frequenzband.
SDR + Wasserfall könnte da hilfreich sein.

Ich habe das Audio eines von mir gebauten Class-D im UKW Radio auf ca 
100MHz hören können, wegen dem Ringing an den internen Mosfet Stufen.
Aber erst als ich aus dem EMI Labor wusste wo ich suchen muss und erst 
als ich die Werte hatte, wusste ich das ich 10dB rausholen muss bevor 
ich mich da erneut hintrauen kann.
Erst dann wurde ein vergleichende Messung mit Nahfeldsonde möglich, bei 
der nicht der absolute Wert zählte sondern nur noch '10dB weniger als 
vorher'.