Störfestigkeit AD-Wandler verbessern

[H. B. (Gast)]

Hi, war heute im Rahmen eines Praktikums im EMV-Labor um mal bei der 
Prüfung eines Medizingeräts zuzusehen.

Das Gerät hat alle Tests bestanden bis auf ein "kleines" Problem bei der 
Störfestigkeitsprüfung (eingestrahlte Felder 10 V/m), da hat der 
Messwert bei einigen bestimmten Frequenzen zwischen 80 und 90 MHz 
angefangen zu schwanken.

Mein Ausbilder meinte ich sollte mir anhand der Schaltung mal Gedanken 
machen, wovon das kommen kann und wie man die Lösung des Problems 
angehen kann.

Gemessen wird in diesem Fall einfach die Spannung die an einem 
Spannungsteiler abfällt, wobei ein Widerstand des Spannungsteilers immer 
gleich ist und sich der andere ändert, je nachdem welches Handstück an 
das Gerät angesteckt ist. Es wird also somit erkannt welches Handstück 
gerade angesteckt ist.

Die Leitungen zum Handstück sind nicht geschirmt - und das muss auch so 
bleiben.

Am Messeingang der Schaltung befindet sich ein ESD Suppressor und ein 
einfaches RC-Filter. Dannach geht es auf einen OP der als 
Impedanzwandler geschalten ist und dann gleich in den AD-Wandler des 
Prozessors.

Ich würde als Lösungsansatz evtl. den Impedanzwandler OP als aktiven 
Tiefpassfilter schalten mit einer niedrigen Grenzfrequenz und auch in 
der Software die Messwerte "Filtern".

Liege ich damit schon mal richtig?

Gibt es hier erprobte Lösungen um den Eingang eines AD-Wandlers 
Störfester zu machen?

[Ulrich H. (lurchi)]

Bei HF Störungen wird das Problem schon vor dem OP sein. Als Faustregel 
sollte man den OP vor allen Frequenzen schützen, die er nicht 
verarbeiten kann. Die passender Wahl wäre da eher eine Ferriteperle und 
ggf. ein 2. Kondensator nach GND. Auch der Punkt wo der Kondensator an 
GND geht ist wichtig - ein besseres Layout könnte also auch schon 
reichen.

Der OP als Filter könnte helfen Aliasing Störungen zu vermeiden, also 
etwa eingestrahlte 20 kHz von einem Schaltnetzteil. Einiges kann man da 
auch auf der Software Seite tun. Was ggf. noch hilfreich wäre, wäre ein 
Widerstand oder RC Filter zwischen µC und OP, mehr um Störungen vom µC 
in Richtung OP zu reduzieren.

[Holla (Gast)]

So ein signal muss schon passiv weg. Oberhlab der zu messenden Frquenzen 
passiv wegmachen. 80..90MHz wuerde nach Ferriten und caps im Bereich von 
300pF schreien

[H. B. (Gast)]

vielen Dank schon mal für die Antworten.

Gemessen wird übrigens nur alle 500ms.

Würde es auch was bringen den AD-Wandler länger sampeln, also langsamer 
messen zu lassen?

[Purzel H. (hacky)]

Naja. RF Einstrahlungen werden an internen dioden gleichgerichtet und 
produzieren Offsets. Zeitveraenderlich. Mach RC's gegen das Gehauese.

[Purzel H. (hacky)]

Die Schaltung ist in einem gegerdetem Metallgehaeuse ? Und alle Signale 
und Speisungen sind gegen das Gehauese gefiltert ?

[H. B. (Gast)]

Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb:
> Die Schaltung ist in einem gegerdetem Metallgehaeuse ? Und alle Signale
> und Speisungen sind gegen das Gehauese gefiltert ?

ne leider nur ein Kunststoffgehäuse

[Purzel H. (hacky)]

Lektion Eins ... Industriegerate haben ein Metallgehaeuse, Haushalt- und 
Medizingeraete haben ein Plastikgehaeuse.

EMV mit einem Metallgehaeuse ist am Einfachsten. Alle Signale und 
Speisungen gegen das geerdete Gehaeuse hf-maessig kurzschliessen, oder 
hochohmig machen.

EMV is einem Plastikgehaeuse ist aufwendiger. da muss man sich erst mal 
ein Bild von der moeglichen Kopplung machen und dann die Vermeiden. Man 
kann das Plastikgehaeuse auch metallisieren, oder graphitten. So ist man 
die Strahlung auch zu einem Teil los.