MSP430 + 32.768 KHz кварц + LP2951-3.0V, помехи на кварце при Burst >1500V Опции

[sergeeff Jr.]

На маленькой платке на входе стоит SMAJ30CA, потом 1N4148 (ток только в правильном направлении), Z диод на 30В и потом LP2951-30
http://www.ti.com/general/docs/lit/getlite...mp;fileType=pdf
в DRG корпусе с обвязкой (кондеры как в описании). Из 24В делаются 3В и поступают на MSP430G2001. Он использует кварц QTC3 с 12.5пФ (использую внутренние кондеры в MSP430).

При внешних помехах BURST >1500В
http://www.intemc.net/info/UploadPic/2010-...81210429983.gif
начинаются проблемы в виде сбивания кварца (при этом ни RESET, ни зависания не происходит). На секунду погрешность в примерно 30мс. Такт при этом замедляется.

Интересно то, что внутренний LF источник на 12 KHz в самом MSP430 показывает тоже поведение (когда кварца на плате нет).

DCO же от помех не сбивается (но его точность меня не устраивает).

Может у кого нибудь был похожий случай?

Что я уже перепробовал:
- различные ferrite beads в самых разных местах платы
- различные кондеры (10пф, 100пф, 10нф, 100нф) в разных местах платы
- катушки всякие на входе платы
- TVS диоды на входе при SMAJ30CA пробовал и от BOURNS (5 наносекунд срабатывания) и от LITTELFUSE (1 пикосекунда срабатывания)
- TVS диоды на 5В на выходе LP2951-3.0 тоже ничего не дали

Все это никак не повлияло на ситуацию. То 30 мс никак не изменились.

Чтобы еще попробовать?

[Myron]

На маленькой платке на входе стоит SMAJ30CA, потом 1N4148 (ток только в правильном направлении), Z диод на 30В и потом LP2951-30
Все это никак не повлияло на ситуацию. То 30 мс никак не изменились.
Чтобы еще попробовать?

А ваша платка землей подключена ли к внешнему заземлению? И туда же надо подключить землю прибора стат разряда. Без внешнего заземления защитить не удается при статике более 8кВ. Меньше (примерно 4кВ) - у меня подвешенные изделия (без земли) работают, но мне это не подходит. При подключении внешней земли - 8кВ контактный разряд и 15кВ воздушный обеспечиваю во всех своих изделиях уже лет как 12 (регулярно прохожу испытания). Вокруг кварца всегда использую защитное кольцо заземления и все меры описанные вами по защите входов внешнего питания (без доп индуктивностей). Посмотрите цепь возвратного тока по земле при воздействии статики на вход, эта цепь должна проходить подальше от чувствительных цепей и быть помощнее и покороче. Надеюсь, что у вас последовательно от SMAJ30CA с Z диодом на 30В стоит резистор.

[sergeeff Jr.]

А ваша платка землей подключена ли к внешнему заземлению? И туда же надо подключить землю прибора стат разряда. Без внешнего заземления защитить не удается при статике более 8кВ. Меньше (примерно 4кВ) - у меня подвешенные изделия (без земли) работают, но мне это не подходит. При подключении внешней земли - 8кВ контактный разряд и 15кВ воздушный обеспечиваю во всех своих изделиях уже лет как 12 (регулярно прохожу испытания). Вокруг кварца всегда использую защитное кольцо заземления и все меры описанные вами по защите входов внешнего питания (без доп индуктивностей). Посмотрите цепь возвратного тока по земле при воздействии статики на вход, эта цепь должна проходить подальше от чувствительных цепей и быть помощнее и покороче. Надеюсь, что у вас последовательно от SMAJ30CA с Z диодом на 30В стоит резистор.

К сожалению платку к внешнему заземлению не подключить. Корпус прибора пласмассовый и тут ничего не поделать. А можно взглянуть на то как Вы делаете защитное кольцо и цепь возвратного тока. Также про резистор интересно узнать. У меня SMAJ30CA, параллельно с ним Z диод на 30В и потом вход на LP2951 с конденсаторами. Резистора то есть пока нет.

Был похожий случай. Кварц 32768 не лечится. Там хитрый микропотребляющий генератор, он в целях экономии энергии выдает слишком маленькую амплитуду на кварц поэтому сбивается от любого чиха. Работайте от DCO, других вариантов нет. DCO очень устойчив к помехам.

Похожий случай именно с MSP430? Я просто тоже понял, что на DCO помехи не влияют (но точность никакая), а проблема именно в комбинации MSP430 и кварц на 32768. Взял эту же платку, поставил на нее Attiny12 со старого продукта, соединил все проводками и все заработало. То есть получается что у Attiny12 амплитуда на кварц получше подается что касается помех и он не сбивается.

А что Вы думаете про
http://www.microcrystal.com/Products/Oscil...ower-Clock.aspx
вместо кварца? Решит проблему?

Еще думал про кварц на 1Мгц, может тоже помехи не так сильно влиять будут...

[Myron]

К сожалению платку к внешнему заземлению не подключить. Корпус прибора пласмассовый и тут ничего не поделать.

Эффективно защитить прибор без общей внешней земли и при таком же уровне воздействий, как и для заземленной аппаратуры не удается. Я даже консультировался со спецами, занимающимися только этими вопросами. Тоже использую MSP430.

А можно взглянуть на то как Вы делаете защитное кольцо и цепь возвратного тока.

Защитное кольцо на плате делается так же, как и в других случаях - для защит от утечек, паразитных емкостей между трассами/слоями. С возвратным током тоже просто. Но, поскольку не знаю особенностей Вашего изделия, остается давать общие рассуждения. Пусть у вас есть прибор. У него есть входы на корпусе - сигналов, внешнего питания, управления и т.д. Если таковых нет, внешнее воздействие носит индуктивный характер и с ним бороться проще (при прочих равных, конечно). Так вот. первое, что надо помещать на плате на входах - это TVS (или другие, иногда комбинированные защиты). Таким образом, путь экстра токов через защиту будет "быстро заворачиваться" в землю, а не проходить через всю плату, даже если это полигон. Любая трасса, полигон, переходные отверстия - это резисторы, на которых создается напряжение помех, что и является источником сбоев. Повторюсь, все это верно для заземленного устройства. Для "подвешенного" - не всегда.

Также про резистор интересно узнать. У меня SMAJ30CA, параллельно с ним Z диод на 30В и потом вход на LP2951 с конденсаторами. Резистора то есть пока нет.

Нужен резистор. TVS - прибор не идеальный и имеет "колено". Т.е. на нем, при внешней статике, возникает излишки напряжения. Эти излишки зависят от уровня статики, качества TVS и могут приводить к збоям. Дальше стоит стабилитрон. Но он тоже не идеальный и тоже со своим "коленом". Да и напряжение его обычно выбирается выше питания МК, чтобы не мешать работе IO при норме. Так вот. Дополнителный последовательный резистор между TVS и стабилитроном возмет на себя излишки с TVS (да и то не все).
Ну я уже излагал выше проблему с пластмассовым корпусом. Ну смотрите. Есть в принципе 2 пути. Что-то сделать и дальше объективными методами проверять результат. В данном случае проверять уровень статики, приводящей к сбоям. Если он удовлетворяет ТЗ, порядок. Если нет - надо знать порог. Опять что-то сделать, опять определить порог, и т.д. Второй путь - делать то, что известно (иногда перезакладываясь) и проводить испытания на рекомендуемые методы воздействия. Первый путь трудоемок и требует времени на испытания, сбор информации, нахождение путей модификаций, новые повторные испытания. Второй путь - требует времени при разработке, места на плате, затрат, но испытания, при правильной постановке, проводятся меньшее количество раз (в идеале - один, если это приемо-здаточные). Все это банально. Вы так и делаете, например с диапазоном рабочих температур. Здесь тоже самое.

Похожий случай именно с MSP430? Я просто тоже понял, что на DCO помехи не влияют (но точность никакая), а проблема именно в комбинации MSP430 и кварц на 32768. Взял эту же платку, поставил на нее Attiny12 со старого продукта, соединил все проводками и все заработало. То есть получается что у Attiny12 амплитуда на кварц получше подается что касается помех и он не сбивается.

А Вы сравните токи спящих режимов у MSP430 и Attiny12 и скорость выхода из глубокого спящего режима. Это надо было как-то сделать. Кроме того, вся инженерная деятельность - компромиссы. И что сделали с MSP430 в плане компромиссов в дизайне электроники и технологии - неизвестно.

А что Вы думаете про
http://www.microcrystal.com/Products/Oscil...ower-Clock.aspx
вместо кварца? Решит проблему?
Еще думал про кварц на 1Мгц, может тоже помехи не так сильно влиять будут...

Если это именно то происходит у Вас, что вы полагаете, то поможет (в какой-то мере).