Hallo,
habe Probleme mit der EMV Zertifizierung bei einem selbst gebauten RFID
Reader. Dieser Reader (13.56 MHz) besteht aus zwei Printplatten. Auf der
einen befindet sich ein PN512 Transceiver, mit differenziellem Ausgang.
Am Ausgang des Treibers befindet ein Tiefpassfilter 2. Ordnung (20 MHz
Grenzfrequenz). Danach geht es auf ein ca. 10 cm langes ungeschirmtes
Flachbandkabel zur zweiten Printplatte (differenziell geführt (GND, TX1,
TX2, GND)). Auf der zweiten Printplatte befindet sich die Antenne und
das Anpassnetzwerk. Das System ist "gematcht", der return loss ist
kleiner als -20 dB.
Bei der EMV Messung zeigen sich sehr hochfrequente Störungen (siehe Bild
emv). Wir haben festgestellt, dass diese Störungen von Kabel abgestrahlt
werden. Ein Ferrit um das Kabel konnte die Störungen soweit dämpfen,
dass diese unter dem Grenzwert liegen. Leider ist das für uns keine
praktikable Lösung, daher muss ich eine andere Lösung finden.
Ich verstehe nicht wie die Störungen entstehen. Die Störung beinhaltet
alle geraden wie ungeraden Harmonischen (1. Harmonische hat 13.56 MHz).
Daraus schliesse ich, dass diese durch Verzerrungen entstehen. Nur wie
ist das möglich?
Ich werde nun versuchen den Treiber auf das Kabel zu matchen und die
Antenne auf das Kabel, ob es was bringt wird sich zeigen. Auch werde ich
versuchen, den Ferrit gleich auf die Printplatte zu bestücken. Ein
Filter höherer Ordnung wird wohl nichts Bringen?
Ich hoffe es kann mir jemand sagen wie diese Störungen entstehen oder
wie man das in den Griff bekommt.
Gruss Samuel
JEDER Draht ist eine "Antenne" auch Dein Koax-Mantel ist ein "dicker
Draht".
Frage wäre, ob der Mantel überhaupt großflächig HF-dicht an ein
HF-dichtes Gehäuse angeschlossen ist. Sonst hilft evtl.Klappferrit?
ha ha ...
So einen Plot haben wir auch mal mit einem 13,56 MHz Reader gemacht ...
Tipp am Rande : das differentielle Ausgangssignal kann ggfs. einen
kleinen Zeitverzug auf einem Kanal haben. (Mit schnellem ZweikanalScope
nachmessen).
Dann gibt es Gleich- und Gegentaktstörungen an der Antennenspeisung. Die
Anpassung und Filterung ist aber in den Applikationsschriften meist als
Gegentaktfilterung ausgelegt...
Kann es sein, das Ihr das Kabel zu knapp am Gehäuse vorbei führt? Dann
besteht nämlich die Möglichkeit, dass sich kapazitive Kopplungen mit der
Gehäusemasse ergeben und das könnte dann so aussehen.
mfg,
Samuel schrieb:> Ich hoffe es kann mir jemand sagen wie diese Störungen entstehen oder> wie man das in den Griff bekommt.
Hallo,
Ich würde eine stromkompensierte Drossel am Treiberausgang vorsehen.
Eine CAN-Drossel sollte es tun. Wobei hier die kleineren
Induktivitätswerte (11 uH) wirksamer sein sollten.
Im Diagramm gibt es 2 Resonanzstellen (Antennengeometrien).
Die Abstrahlung könnte auch über die Stromversorgungsleitung
stattfinden. Störspitze 1 paßt zu einem Lambda/2 Strahler mit ca 1 m
Länge. (oder Lambda/4 mit 0,5m).
Die 500 Mhz paßt als Lambda/4 Strahler in etwa zu der 10 cm
Flachbandleitung.
Gruß Anja
Ja, das Kabel verläuft sehr nahe am Gehäuse, das Gehäuse ist nicht an
Masse angeschlossen. Auch die berechneten Abmessungen aus den
Resonanzstellen passen auf das Gehäuse und das Kabel. Nur verstehe ich
nicht wie die hohen Frequenzen zu Stande kommen.
Das mit der stromkompensierten Drossel ist ein guter Vorschlag, werde
ich testen. Auch wenn das EMC Filter (siehe Bild) eigentlich den
Gleichtakt-Anteil unterdrücken sollte. Das Kabel befindet sich übrigens
zwischen EMC Filter und Matching Circuit, die Impedanz Ztr beträgt
108-i29 Ohm (bezogen auf Masse). Sollte die Drossel vor oder hinter das
Filter?
@Maik Hermanns
Wie konntet Ihr das Problem lösen?
Gruss Samuel
Samuel schrieb:> Ich verstehe nicht wie die Störungen entstehen. Die Störung beinhaltet> alle geraden wie ungeraden Harmonischen (1. Harmonische hat 13.56 MHz).> Daraus schliesse ich, dass diese durch Verzerrungen entstehen. Nur wie> ist das möglich?
Das scheint doch die Lösung zu sein. Die harmonischen der Trägerfrequenz
(+Seitenbänder) entstehen an Halbleiterübergängen (x^2 Funktionen). Auf
diese Art und Weise werden Frequenzverdopplerschaltungen aufgebaut.
Also denke ich, ist die Lösung eher nicht in der Erscheinung zu lösen,
sondern an der Ursache.
Samuel schrieb:> Sollte die Drossel vor oder hinter das> Filter?
Normalerweise direkt an die Leitung. (zusätzliche Symmetrierung). Sollte
ca 10 dB Minderung bei der Abstrahlung bringen.
Falls deine Masse auf der Leiterplatte HF-Ströme trägt könnte es sonst
sein daß über die C0-Kondensatoren die Störungen von der Masse wieder
ungefiltert auf die Leitung kommen.
Noch was: den Masseanschluß zwischen den C2 verstehe ich nicht: Bei
Bauteiltoleranzen bringt dies nur eine zusätzliche Unsymmetrie.
Gruß Anja
Vielen Dank für eure Ratschläge.
Habe mir ein Spektrumanalyser und Nahfeldsonden besorgt und ein paar
Messungen gemacht. So wie es scheint, kommen diese Störungen aus dem
Transceiver. Die Störungen sind auch dann noch da, wenn ich die Ausgänge
mit einem Widerstand abschliesse, also kein Übersteuern des Verstärkers
durch Reflektionen. Bei den Störungen handelt es sich um gerade wie auch
ungerade Harmonische.
Je nach dem nach was man sucht scheint es, dass die Störungen über die
Signalleitungen oder über die Luft auf das Kabel gelangen. Jedenfalls
konnte die stromkompensierte Drossel auf TX und weitere Ferrite auf den
anderen Leitungen die Störungen um ca. 10dB senken. Werde Morgen weitere
Messungen in einer EMV Kammer machen, in der Hoffnung noch mehr
herauszufinden.
Es scheint, dass die geraden Harmonischen von den TX Treibern kommen,
daher die Masse an C0. Eventuell ist der Masseanschluss beim Einsatz
einer Drossel überflüssig. Der Grund für die Masse an C2 verstehe ich
auch nicht. NXP empfiehlt den Mittelpunkt der Antenne nicht an Masse
anzuschliessen um bei Unsymmetrie GND Ströme zu vermeiden, C2 hängen sie
aber an Masse.
Eine eigene Frage?
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