Hallo Leute, Ich habe eine Display Controller gebaut und war mit diesem im EMV test. Das Ergebnis war leider ernüchtern :-( Darum muss ich einige Massnahmen vorsehen um dieses zu verbessern. Eine der Maßnahmen ist ein Drossel an der 12V Betriebspannung hinzuzufügen. Ich habe mir von vielen Drossel die Datenblätter angeschaut und habe nun 2 Drossel zur Auswahl: 1. Würth 744235801 2. TDK ACM7060-701-2PL-TL01 Nur weiß ich nicht genau welche von beiden ich bevorzugen soll. Die Drossel von Würth besitzt eine bessere Filterung im Common Mode hat jedoch eine deutlich schlechtere Filterwirkung im Differential Mode. Bei der TDK Drossel ist es genau umgekehrt. Diese besitzt eine sehr gute Unterdrückung der Störungen im Differential Mode. Bis jetzt hatte ich noch keine Drossel auf dem Board verbaut. Ich habe einen PixelClock von ca. 65Mhz und einen 28Bit Cmos 3,3V Parallelbus. Der Parallelbus wird durch einen 7 auf 1 Serializer auf 4 LVDS Streams gewandelt und dann über ein Kabel an einen Bildschirm übertragen. Die LVDS Frequenz liegt somit bei 7x65MHz = 455MHz. Das Bild kommt auch einwandfrei und ohne sichtbare Störungen beim Empfänger an. Beim EMV-Test konnte ich jedoch deutlich die Grundfrequenz von 65MHz messen (lag auch über dem erlaubten Grenzwert), obwohl die Leiterbahnen auf der Platine sehr kurz waren und in der Innenlage geroutet wurden. Das Kabel zum Bildschirm besitzt auch einen angeschlossenen Schirm. Ich hätte bei der EMV Messung Probleme bei 455MHz erwartet jedoch noch bei 65MHz. Ich kann mir das nur so erklären das die 65MHz auf die Masse überkoppeln und der Schirm an der Masse angeschlossen ist. Eine weitere Möglichkeit ist ja auch noch Drosseln direkt an den LVDS Transmitterausgängen anzuschließen, jedoch bin ich mir da unsicher ob das nicht auch mein Signal das ich übertragen möchte zerstörrt.
Eine Differential-Mode-Dämpfung wirst du nicht wollen. Die wirkt nämlich auf dein Nutzsignal. Die von dir genannten Drosseln sind für 455MHz oder wasauchimmer untauglich. Das sieht man daran, dass die da mehrere 100 Ohm in deine LVDS-Leitung einbringen. Ich glaub nicht, dass die dann noch gescheit funktionieren. Nimm was für USB-High-Speed, das sollte besser gehen. Da hat Würth auch was dafür, z.B. 744231091. Selbst das ist schon fragwürdig, von der genannten weiß ich aber wenigstens, dass zumindest USB-High-Speed noch geht. Bist du dir sicher, dass deine Störung überhaupt eine Common-Mode-Störung ist? Weil gegen was anderes ist die Drossel sinnlos. Schlimmer als sinnlos, sie macht dir deine Signale kaputt. Testen kannst du das, indem du einen Klappferrit um deine Leitungen machst und misst. Nimm einen, der deiner Drossel entpricht. Für die von mir genannte, wäre einer mi 90E @ 100MHz sinnvoll. Beachte aber, dass der Klappferrit vermutlich deutlich besser ist, weil er um alle Leitungen geht.
Mit Klappferriten konnte ich die Störungen mindern. Die Drossel von Würth und TDK wollte ich ja auch nicht an die LVDS Treiberausgänge hängen sondern zwischen der Versorgungsspannung und GND. Dadurch sollte doch das LVDS Nutzsignal nicht beeinflusst werden. Oder sehe ich das falsch?
Möglich ist auch, dass der Strahler das Display himself ist. Mal in Alu einwickeln, erden und messen. Bisher hat mir LVDS immer den Arsch gerettet. Zwischen MCU und LVDS Driver schon Serienwiderstände vorgesehen?
Diese Drosseln habe ich für die Datenleitungen gefunden: http://www.mouser.com/ds/2/308/EMI8141-D-470017.pdf
Das Display selber besteht den EMV-Test. Wenn die Leitungen mit richtig vielen Ferriten und möglichst kurzes Kabel dann reicht es auch um den Test zu bestehen, jedoch ist das nur für das EMV Labor geeignet und nicht für die Serienfertigung im Gerät.
Johann schrieb: > Mit Klappferriten konnte ich die Störungen mindern. > > Die Drossel von Würth und TDK wollte ich ja auch nicht an die LVDS > Treiberausgänge hängen sondern zwischen der Versorgungsspannung und GND. > Dadurch sollte doch das LVDS Nutzsignal nicht beeinflusst werden. Oder > sehe ich das falsch? Ah, ok. Habe ich falsch gelesen. Die Frage ist, ob Strom in GND = Strom in VCC gilt. Wenn nicht, dann wäre eine Gleichtaktdrossel eher kontraproduktiv, weil es dann die Masse ausheben kann. In Summe über alle Leitungen gilt das, aber nur bei der Versorgung? Kann man aber testen. Ich würde zunächst noch versuchen, ob nicht ein normales Bead in der Versorgung (z.B. 600E @ 100MHz) etwas bewirkt, also nur in der VCC. Dann würde ich noch versuchen, ob es etwas bringt, wenn man die Masse des Display (z.B. der Rahmen) und die Masse der Platine kurz und sehr gut zusammenhängt. Z.B. über einen Kabelschirm, mit nur wenigen cm Länge. Generell wäre ich skeptisch, ohne weitere Tests ein paar Bauteile einzufügen, und dann hoffen, dass es besser wird. Ich würde mir zumindest mal auf irgendeine Art und Weise auf die Platine fädeln und neu messen.
Die Boards und vor allem die Bauteile (BGAs) sind ja inzwischen so klein das es mit dem fädeln nicht mehr ganz einfach ist. Das Display ist natürlich so dicht an der Platine wie es nur möglich ist. VCC habe ich auch schon mit Beads versehen. Am besten ist es halt wenn ich das 50cm Kabel ca. durch eine ca. 10cm lange Version ersetze, dann kommt man locker ohne Probleme unter den Grenzwert. Nur leider kann ich das Kabel nicht so kurze machen, da die Gerätekonstruktion das nicht hergibt.
Das LVDS Kabel ist die Antenne, aber LVDS ist nicht die Störquelle. LVDS ist bei mir bei 50cm überhaupt kein EMV Stör-Thema. Bei nur 10cm ist LVDS "fast" schon zuviel des Guten, dass geht noch mit CMOS/TTL Pegeln. Ich vermute, der Pixelclock koppelt irgendwie auf die LVDS Seite ein und strahlt über die LVDS-Kabel-Antenne ab. Hast Du alle AppNotes zum Transceiver und dessen Layout beachtet? Letzte Ausfahrt: Spread Spektrum Clock Source.
Man sind die Bauteile klein. Die haben ja ein Pitch von 0,4mm. Da wird der Fertiger aber richtig gute Laune bekommen :-)
Johann schrieb: > Die Boards und vor allem die Bauteile (BGAs) sind ja inzwischen so klein > das es mit dem fädeln nicht mehr ganz einfach ist. Das Display ist > natürlich so dicht an der Platine wie es nur möglich ist. VCC habe ich > auch schon mit Beads versehen. > > Am besten ist es halt wenn ich das 50cm Kabel ca. durch eine ca. 10cm > lange Version ersetze, dann kommt man locker ohne Probleme unter den > Grenzwert. Nur leider kann ich das Kabel nicht so kurze machen, da die > Gerätekonstruktion das nicht hergibt. Die Lösung mit den unterschiedlichen Drosseln ist halt etwas unsauber und nicht identisch mit dem Ferrit, deshalb wäre ein Test wirklich angebracht! Außerdem sollte das schon gehen: Wir reden hier ja von kleinen Frequenzen, da muss der Aufbau nicht so gigantisch toll sein (die Wellenlängen bewegen sich im >10-cm-Bereich). Da tuts das schon, wenn man das da reinflickt. Variante 1: Auf dem Board die Leiterbahnen durchschneiden, den Lötstopplack abkratzen und die Drosseln "mit den Haxen nach oben" auf die Platine kleben und mit Fädeldraht da anlöten. Nimm ein Mikroskop. Und bring ruhige Hände mit, deine Bauteile sind klein. Variante 2: Das Kabel kurz nach dem Stecker abschneiden und die Bauteile da reinbauen. Zur Not eine kleine Platine bauen. Viel aushalten muss es nicht. Wenn du irgendwelche unverifizierten Sachen da reinbaust, in der Hoffnung es würde besser, wirst du noch einige Runden (Redesigns) drehen. Hab das selber schon gemacht, es klappt nicht ;-) Wenn die Frickellösung gute Ergebnisse liefert, dann liefert es meistens die gescheite Lösung erst recht. Umgekehrt gilt das noch mehr: Wenn die Frickellösung nicht klappt, hast du verloren. Oben stand noch was von Spread-Spectrum : Das würde ich auch ausprobieren. Das ist zwar keine Lösung, aber eine exzellente Möglichkeit die Störungen zu kaschieren. Man verschmiert quasi die Peaks über den Frequenzbereich. Das hilft dann besonders gut, wenn man nur einzelne, schmale, Peaks hat.
Die Störungen werden sicher nicht von der LVDS-Seite erzeugt. Das werden eher die 28 Leitungen mit 65MHz sein. Wer erzeugt die Daten? Diese Schleife (Quelle-Leitungen-LVDS-Baustein-GND) musst du optimieren. Flankensteilheit so weit runter wie möglich. Gerade die Clock-Leitungen sollten keine Oberwellen haben. Evtl. mit AC-Abschluss arbeiten. Das gibt sonst eine Messerscharfe Linie im Spektrum. Gut helfen tut in jede Power-Leitung Beads einschleifen und nicht nur die 'Standard' 100n Kondensatoren. Die Kondensatoren müssen zu den Störfrequenzen passen. Sehr gut sind die 3-Terminal Kondensatoren (Durchführungskondensatoren). Ohne jetzt das Gesamte System zu kennen ist eine Anaylse schwer. Wie ist z.B. das Display versorgt? Mit getrenntem Netzteil; oder geerdet? Hat das Datenkabel einen separaten GND und geht der Schirm auf GND; auf Erde oder... Je nach System kann eine Gleichtaktdrossel im Powerpfad helfen oder einfach wirkungslos sein. Diese LVDS-Verbindung funktioniert bei Cameralink (basiert auf den ChannelLink-Devices von TI) bis 10 Meter und schafft damit auch die EMV Class-B.
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