Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Побочное излучение Ehernet ENC28J60
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Cистемный уровень проектирования > Электробезопасность и ЭМС
ikm
Есть схема МК+ ENC28J60+разъём J3011G21DNL (стр. 4 pdf).
Включение согласно ДШ ENC28J60 (стр.7). Единственное отличие конденсатор 1нФ внутри разъёма RJ45 (вывод 10 ) подключил к общей земле, а не заземлению. При этом сам корпус разъёма к земле не подключал.
Обнаружил излучение гармоник на частотах 50/100/200/400 МГц.
Вот теперь думаю откуда они лезут и как с ними бороться.
Aner
Нужно видеть вашу разводку, конструктив, как сделано. Тогда можно чтото сказать. Ну и как обнаружили измеряли это излучение, в каком месте, какими приборами.
ikm
Цитата(Aner @ Feb 28 2017, 11:12) *
Нужно видеть вашу разводку, конструктив, как сделано. Тогда можно чтото сказать. Ну и как обнаружили измеряли это излучение, в каком месте, какими приборами.


Измерял спектроанализатором и антенной АИ5-0, соответственно в окружающем пространстве.
На картинке показана разводка верхнего слоя от ENC28 к разъёму. Земля идет сплошным полигоном нижним слоем.
Линии ТРin +/- и ТРOut +/- идут парами по одному слою. Обвязка к ним там же сверху.
Амплитуда гармоник усиливается если подключать патч корд только одним концом, второй оставлять в воздухе. Что возможно косвенно говорит, что излучение происходит из разъёма.
Полигон (решетка) под разъёмом подключён к его корпусу, но не подключен к земле. Нижний полигон земли не пересекается с ним.
Aner
А картинки со спетроанализатора где?
ikm
Цитата(Aner @ Feb 28 2017, 13:08) *
А картинки со спетроанализатора где?

Можно я Вам так (на словах) опишу laughing.gif ?
Одиночные иглы на указанных выше частотах, при span 1GHz,
При span 1 MHz, и выставлении центра в каждую из частот отдельно, наблюдаем красивый такой "колокол" с шириной 100 кГц ( по уровню 10%).

Aner
QUOTE (ikm @ Feb 28 2017, 15:04) *
Можно я Вам так (на словах) опишу laughing.gif ?
Одиночные иглы на указанных выше частотах, при span 1GHz,
При span 1 MHz, и выставлении центра в каждую из частот отдельно, наблюдаем красивый такой "колокол" с шириной 100 кГц ( по уровню 10%).

а их уровни и соотношения?
ikm
Цитата(Aner @ Feb 28 2017, 14:09) *
а их уровни и соотношения?

Чуть по позже сниму, раз это так важно.
Но в целом сигнал выше шумов на 20-30 dBuV, при включенном режиме усреднения. При подключении патч корда значение достигает 40-50 dBuV. антенна на расстоянии 1 метр.
Никаких других сигналов нет (за исключения блока питания до 5 МГц). Измерения провожу в безэховой камере.
Aner
QUOTE (ikm @ Feb 28 2017, 15:26) *
Чуть по позже сниму, раз это так важно.
Но в целом сигнал выше шумов на 20-30 dBuV, при включенном режиме усреднения. При подключении патч корда значение достигает 40-50 dBuV. антенна на расстоянии 1 метр.
Никаких других сигналов нет (за исключения блока питания до 5 МГц). Измерения провожу в безэховой камере.

1) Чтобы понимать: В какой камере? Какой класс, тип, модель? Или экр. чемодан на столе?
2) Шумы нормированные или шумы в камере?
3) Как понимаю преследуете цель уложиться в стандарт по EMI? Тогда какой стандарт? FCC, CE, ГОСТ..?

Если по протоколу измеряете, то превышение это не столь большое и устраняется соответствующими мерами при разводке платы, экранировке.
Четные гармоники 50 Мгц правильно соответствуют их существованию, поскольку вы не предприняли никаких мер к их подавлению. Важно их соотношение. Разница должна быть не более чем в -20dB с ростом номера гармоники.
Разводка плохая, та что на рисунке у вас. Там диф пары должны быть с волновым по 50 ом относительно земли и 100 ом меду собой. Считается элементарно в калькуляторах перед разводкой. Но у вас эти линии короткие, не должны вызвать больших проблем, хотя проверить нужно.
Разъем с трансформатором врядли будут излучать если согласовали цепи правильно и номиналы 1%. Излучать могут цепи питания и полигоны земли при неверном подавлении и блокировке у MII интерфейса чипа.
Подключённый кабель без терминирования на противоположной стороне так и должен излучать, поскольку не согласован.
Еще у ваш нарушение рекомендаций от Pulse, смотрите выложеный вами даташит на этот разъем.
Конденсатор лучше поставить 10nF вместо 1nF, должен быть X7К и он высоковольтный минимум 100 вольт, желатьельно 600Вольт.
_4afc_
Цитата(ikm @ Feb 28 2017, 11:03) *
Обнаружил излучение гармоник на частотах 50/100/200/400 МГц.
Вот теперь думаю откуда они лезут и как с ними бороться.


насколько я понимаю 100Base-TX передаёт в коде 4B/5B, значит частоты для 100Мбит должны быть кратны 125МГц.

У вас что-то другое лучит, не данные. Может кварц или spi?
rx3apf
enc28j6 ! Какие тут 100 мбит, шутите, что ли ? Но опорник у него все равно 25 MHz
_pv
Цитата(_4afc_ @ Feb 28 2017, 18:19) *
насколько я понимаю 100Base-TX передаёт в коде 4B/5B, значит частоты для 100Мбит должны быть кратны 125МГц.

У вас что-то другое лучит, не данные. Может кварц или spi?

ENC28 может только в 10Base-T,
кварц 25МГц, и для приёма внутри он их как-то должен множить скорее всего. отсюда наверное и гармоники 50МГц.
так что может просто питание ему отфильтровать получше?
ikm
Цитата(Aner @ Feb 28 2017, 14:56) *
Если по протоколу измеряете, то превышение это не столь большое и устраняется соответствующими мерами при разводке платы, экранировке.
Четные гармоники 50 Мгц правильно соответствуют их существованию, поскольку вы не предприняли никаких мер к их подавлению. Важно их соотношение. Разница должна быть не более чем в -20dB с ростом номера гармоники.
Разводка плохая, та что на рисунке у вас. Там диф пары должны быть с волновым по 50 ом относительно земли и 100 ом меду собой. Считается элементарно в калькуляторах перед разводкой. Но у вас эти линии короткие, не должны вызвать больших проблем, хотя проверить нужно.
Разъем с трансформатором врядли будут излучать если согласовали цепи правильно и номиналы 1%. Излучать могут цепи питания и полигоны земли при неверном подавлении и блокировке у MII интерфейса чипа.
Подключённый кабель без терминирования на противоположной стороне так и должен излучать, поскольку не согласован.
Еще у ваш нарушение рекомендаций от Pulse, смотрите выложеный вами даташит на этот разъем.
Конденсатор лучше поставить 10nF вместо 1nF, должен быть X7К и он высоковольтный минимум 100 вольт, желатьельно 600Вольт.


Давайте по порядку:
1. Какой конденсатор должен быть 10нФ 600В? Если тот, что указан как 0,001мкФ в даташите на разъём (вывод 10), то он там уже есть, и менять я его не могу (описание конкретно моего разъёма на стр. 4)
2. Нарушение рекомендаций: номиналы блокировочных конденсаторов стоят 0,1мкФ, вместо 0,01? Или полигон экран слишком далеко от КП?
3. Номиналы 1%. можно по подробнее о по давлениях и блокировках MII интерфейса?
4. сопротивление 50 Ом не отслеживал, т.к. при такой длине проводников (сопоставимо с длиной выводов самого разъёма) это не сильно влияет.



Цитата(_pv @ Feb 28 2017, 15:32) *
ENC28 может только в 10Base-T,
кварц 25МГц, и для приёма внутри он их как-то должен множить скорее всего. отсюда наверное и гармоники 50МГц.
так что может просто питание ему отфильтровать получше?

Понятно, что гадит чип от основной частоты 25МГц. вот я и хочу понять через что, через линии связи между разъёмом, по питанию, или я борюсь с ветряными мельницами и это нормально для этой архитектуры?
Кому, трансформатору или самому чипу.
_pv
Цитата(ikm @ Feb 28 2017, 19:16) *
Кому, трансформатору или самому чипу.

я бы начал с VDDPLL. отделив от остального питания бусиной и добавив ещё ёмкость поменьше.
ikm
Цитата(_pv @ Feb 28 2017, 16:26) *
я бы начал с VDDPLL. отделив от остального питания бусиной и добавив ещё ёмкость поменьше.

В том числе отделив от Vdd RX TX?
_pv
Цитата(ikm @ Feb 28 2017, 20:03) *
В том числе отделив от Vdd RX TX?

ну в первую очередь через них пожалуй PLL и может пролазить на выход. если он конечно снаружи пролазит.
чтоб дорожки не резать для начала просто ещё мелких емкостей 10нФ, 1нФ для проверки, сверху, параллельно, на ту, что между 18/20 ногами, напаять.
ikm
Цитата(_pv @ Feb 28 2017, 21:14) *
ну в первую очередь через них пожалуй PLL и может пролазить на выход. если он конечно снаружи пролазит.
чтоб дорожки не резать для начала просто ещё мелких емкостей 10нФ, 1нФ для проверки, сверху, параллельно, на ту, что между 18/20 ногами, напаять.

Конденсаторы не сильно помогли. Посмотрел осциллографом где есть биения по питанию. На всех Vdd пульсации не более 2-3 мВ.
Помог доп экран в виде медной полоски наклееный сверху на корпус ENC28, и распаянные от него проводники на земляные ножки.
НО остались две частоты 200 и 400 МГц, причем вылезают, только при подключения патч корда, в том числе если второй конец воткунут в свитч. При этом осцилом изменения уровня пульсаций не видно при патчкорде.

Бусинки вообще никак не помогают.

Так же прилагаю спектр последних измерений. Для меня превышение на 6 dB уже критично.
Aner
Вероятно плохо с разводкой полигонов земли, расположением компонентов, также правильные ChipBeade нужны, т.е. фер бусины т.к. они разные есть. Муратовская дока должна помочь. Думаю проверка платы в гиперлинксе даст результаты.
ikm
Цитата(Aner @ Mar 1 2017, 14:21) *
Вероятно плохо с разводкой полигонов земли, расположением компонентов, также правильные ChipBeade нужны, т.е. фер бусины т.к. они разные есть. Муратовская дока должна помочь. Думаю проверка платы в гиперлинксе даст результаты.

Ставил BLM21PG600SN1, из того что были в наличии, вроде как раз должны подходить, конечно не самое большое затухание в этой серии, но ставил много, благо, линия питания чипа заведена отдельно и на каждую ножку тоже свой отвод питания. Полигон земли, сплошной снизу на всю плату без разрывов. Кстати, а что делать с полигоном который под разъёмом, если не предполагается металлического корпуса и заземления?
Aner
QUOTE (ikm @ Mar 1 2017, 16:38) *
Ставил BLM21PG600SN1, из того что были в наличии, вроде как раз должны подходить, конечно не самое большое затухание в этой серии, но ставил много, благо, линия питания чипа заведена отдельно и на каждую ножку тоже свой отвод питания. Полигон земли, сплошной снизу на всю плату без разрывов. Кстати, а что делать с полигоном который под разъёмом, если не предполагается металлического корпуса и заземления?

Этот 60 Омный оч мал и большой ток там не нужен. Нужен минимум 600 Омный и 0603 размером или 0402. И кондеры по обе стороны 100pF и 10nF размера 0402.
Если внимательно смотрели рекомендации от мураты, то там то что вам нужно было. Землю можно подключать по разному, смотря что преследовать. Можно как корпус USB, miniUSAB, ... через рекомендованную RC цепь посадить на GND которая как понимаю у вас единственная. Можно соединить с GND. Но нижний слой GND это еще не все, нужно понимать как куда и сколько ставить переходных. Вы только кусок платы показали, а желательно видеть всё целиком, может звенящие места в другом месте.
ikm
Цитата(Aner @ Mar 1 2017, 16:12) *
Этот 60 Омный оч мал и большой ток там не нужен. Нужен минимум 600 Омный и 0603 размером или 0402. И кондеры по обе стороны 100pF и 10nF размера 0402.
Если внимательно смотрели рекомендации от мураты, то там то что вам нужно было. Землю можно подключать по разному, смотря что преследовать. Можно как корпус USB, miniUSAB, ... через рекомендованную RC цепь посадить на GND которая как понимаю у вас единственная. Можно соединить с GND. Но нижний слой GND это еще не все, нужно понимать как куда и сколько ставить переходных. Вы только кусок платы показали, а желательно видеть всё целиком, может звенящие места в другом месте.

Заменил бусинки на 1000 Омные, изменений ноль.
Похоже придется переразвести плату. Отсюда сразу несколько вопросов:
1. Типо размер элементов, откуда такая критичность, резонансы на 200МГц в 0805?
2. Фильтрация бусинками и кондеры с двух сторон, на каждую ножку питания (Vdd/ VddPll*/VddRX/VddTX) свой набор?


Aner
Смотрите рекомендации от мураты, стр 20, 33, 38 ,40 ,48 ,57 ,78. И что у вас в аналогии с теми рекомендациями, расчетами? Или присылайте мне в личку ссылку на вашу всю плату, откоментирую, если нет возможности опубликовать тут всю.
ikm
Цитата(Aner @ Mar 1 2017, 20:06) *
Смотрите рекомендации от мураты, стр 20, 33, 38 ,40 ,48 ,57 ,78. И что у вас в аналогии с теми рекомендациями, расчетами? Или присылайте мне в личку ссылку на вашу всю плату, откоментирую, если нет возможности опубликовать тут всю.

Это я как раз всё прочитал, но у меня конкретные вопросы:
Во первых, в тексте я не нашел про размер компонентов.
Во вторых, все расчёты указаны для подключения одной ножки м/сх, но не указано как подключать несколько ножек питания.
Плата показана полностью, из того, что распаяно на данный момент. вот она же с нижним слоем земли.
Aner
Еще, если у вас есть анализатор и пробник или датчик то пробуйте с их помощью лаколизовать на этой вашей плате максимум излучения, там и будет проблема.
Ну и нижний слой у вас ни как не сплошная земля, а изрезан проводниками и залит полигоном с узкими перемычками. Это плохо. Обычно в таких разводках добавляют верхние полигоны земли для перекрытия и переходниками сшивают, объединяют верхний и нижний полигон земли. У вас такого не наблюдаю.
ikm
Цитата(Aner @ Mar 2 2017, 11:11) *
Еще, если у вас есть анализатор и пробник или датчик то пробуйте с их помощью лаколизовать на этой вашей плате максимум излучения, там и будет проблема.
Ну и нижний слой у вас ни как не сплошная земля, а изрезан проводниками и залит полигоном с узкими перемычками. Это плохо. Обычно в таких разводках добавляют верхние полигоны земли для перекрытия и переходниками сшивают, объединяют верхний и нижний полигон земли. У вас такого не наблюдаю.

Про полигон, я имел ввиду локальные токи у чипа ENC28, но да можно было бы и сделать под ним верхний полгинон и "сшить" нижний, это я уже после дополнительной медной полоски на корпусе понял. (для следующей итерации уже сделал его).
посмотрел пробником где максимальное излучение оно в трёх местах одинаковое по амплитуде: 3 pin (Clock); 16/17 pin выход на разъём (причем вдоль всей линии); и внутри разъёма. В этих местах амплитуда на 30 dB превышает общий уровень (который наводится на пробник по всей плате).
Отсюда можно сделать вывод, что гармоники лезут именно с линий основного сигнала
Aner
Выходы ключей или усилителей TX. Как ранее писал согласующие резисторы те что 49.9 или 50.0 Ом толжны быть точными 1%. Если не так, то будет перекос и как следствие ваши гармоники. Второй момент это блакировочник и Chip Beade. Тут нужно смотреть как у вас получились контура прохождения токов. Они должны быть симмтричные относительно земляного пина микросхемы. Ну и эти диф пары нужно сделать как рекомендуют, под ними только земля а у вас там кучи проводников в нижнем слое. Так как у вас только десятка в эзернете, пробуйте поставить последовательно два Chip Beade сразу на эти 16/17 pin выходы, должно помочь.
ikm
Цитата(Aner @ Mar 2 2017, 12:43) *
Выходы ключей или усилителей TX. Как ранее писал согласующие резисторы те что 49.9 или 50.0 Ом толжны быть точными 1%. Если не так, то будет перекос и как следствие ваши гармоники. Второй момент это блакировочник и Chip Beade. Тут нужно смотреть как у вас получились контура прохождения токов. Они должны быть симмтричные относительно земляного пина микросхемы. Ну и эти диф пары нужно сделать как рекомендуют, под ними только земля а у вас там кучи проводников в нижнем слое. Так как у вас только десятка в эзернете, пробуйте поставить последовательно два Chip Beade сразу на эти 16/17 pin выходы, должно помочь.

Резисторы точно 1% 49R9, специально проверил что на катушке написано.
Бусинку поставил в разрыв линий, гармоники ушли, и с ними сам сигнал. Тут наверное не стоило усердствовать и поставить поменьше чем 1000 Ом импеданс sm.gif. Ладно оставлю это на новую разводку, а то в текущей плате сильно неудобно их ставить.
Спасибо за советы. Посмотрим как на новой плате будет.
Aner
QUOTE (ikm @ Mar 2 2017, 16:41) *
Резисторы точно 1% 49R9, специально проверил что на катушке написано.
Бусинку поставил в разрыв линий, гармоники ушли, и с ними сам сигнал. Тут наверное не стоило усердствовать и поставить поменьше чем 1000 Ом импеданс sm.gif. Ладно оставлю это на новую разводку, а то в текущей плате сильно неудобно их ставить.
Спасибо за советы. Посмотрим как на новой плате будет.

Те самые 60 ом пробуйте, 1000 оч много.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.