Unterdrückung von "wandernden" EMI-Spitzen

Ich arbeite an einer Schaltung mit einem AC-DC-Stromversorgungsmodul und einem drahtlosen MCU-Modul. Die MCU arbeitet mit 240 MHz und am Stromeingang des Moduls befinden sich 2 x 0,1-uF-Kondensatoren und ein 22-uF-Kondensator, der für den Bypass verwendet wird. Durch Versuch und Irrtum hat sich herausgestellt, dass diese den auf die Schienen übertragenen Lärm am stärksten begrenzen. Um das Rauschen weiter zu reduzieren, befindet sich eine Ferritperle auf der Leistungsseite dieser Kondensatoren und hat daran gearbeitet, das übertragene MCU-Taktrauschen auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren.

vereinfachte Darstellung der Schaltung

Das verbleibende Problem, auf das ich stoße, ist, dass es eine starke "wandernde" transiente Spitze gibt (wie im Spektrumsdiagramm unten gezeigt), die bei etwa 1 MHz beginnt und sich bis etwa 25 MHz bewegt, bevor sie im Rauschen verschwindet. Zu jedem Zeitpunkt gibt es nur eine Spitze mit einer bestimmten Frequenz, die sich von einer niedrigen zu einer höheren Frequenz bewegt, während sie in der Amplitude abnimmt. Die Laufzeit dieses Übergangs beträgt etwa 2 Sekunden. Diese Transiente ist in der Nähe des MCU-Moduls am stärksten, gelangt aber auf die Stromschiene (Testpunkt) und durch das AC/DC-Modul zum Netzkabel.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe versucht, mehr Kapazität (1uF, 10uF, 22uF, 47uF) in der Nähe des MCU-Moduls hinzuzufügen, habe dabei aber keine messbare Auswirkung auf diese wandernde transiente Spitze festgestellt. Wenn man das Vorhandensein dieser Spitze außer Acht lässt, liegt der Rauschpegel in der Nähe des Bodens, wie vom Spektrumanalysator gesehen. Das Vorhandensein der zuvor erwähnten Ferritperle hat keinen Einfluss auf die Amplitude dieser niederfrequenten Spitzen, da ihre Spitzenimpedanz im Bereich von 200–400 MHz liegt. Wenn das MCU-Modul durch einen niederohmigen Widerstand ersetzt wird, sind die Spitzen nicht vorhanden.

Ausgehend davon habe ich ein paar Fragen:

  1. Kann jemand für einen reisenden Transienten wie diesen vorschlagen, wie sich dies auf die leitungsgebundenen Emissionswerte im Vergleich zu einer festen Frequenzspitze auswirken würde?
  2. Wie würde die Quasi-Spitze einer solchen transienten Spitze aussehen?
  3. Gibt es Vorschläge, was möglich wäre, um die Amplitude dieser Spitzen zu reduzieren, da verschiedene zusätzliche Kapazitäten am Stromeingang des MCU-Moduls nicht zu funktionieren schienen? Ich werde einen Ferritkern am Netzkabel sowie eine niederfrequente Ferritperle am Eingang des MCU-Moduls ausprobieren und habe bereits einen Induktor am Eingang des AC/DC-Moduls ausprobiert.

Danke.

Könnten Sie ein einfaches Schema zur Verfügung stellen, damit wir einfacher visualisieren können, was vor sich geht?
Hoffentlich machen die Updates die Frage klarer. Die Zeit, die die Spitze benötigt, um sich zu bewegen, basiert ausschließlich auf der Beobachtung des Ausgangssignals des Spektrumanalysators, wobei die Transiente scheinbar von einer niedrigeren zu einer höheren Frequenz "wandert".
Was bedeuten deine Achsen? Sie sind unbeschriftet.
Es ist die Ausgabe eines Spektrumanalysators, wie im vorhergehenden Absatz angegeben. Es dient nur dazu, zu demonstrieren, wie die transienten Spitzen "reisen"
Wie beobachten Sie diese „Wandergipfel“? Ist es möglich, dass sie eine Art Messartefakt sind?
Die Peaks werden auf einem Spektrumanalysator gemessen und existieren nur, wenn das MCU-Modul angeschlossen ist, also ziemlich sicher, dass es sich nicht um ein Artefakt handelt.
Es können synchrone Breitbandspitzen sein. Ändern Sie die Sweep-Geschwindigkeit, um sie mit der Netzfrequenz zu synchronisieren.
Sie sind besser dran, wenn Sie eine AC-Kopplung mit 50 Ohm durchführen, die an einem Koax-BNC-T am Oszilloskop mit einem Drahtwiderstand abgeschlossen oder an den T-Stecker gelötet ist. Um das tatsächliche Rauschen zu sehen, verwenden Sie 0,1 uF in der Nähe der Versorgung mit der BNC-Buchse.
Können Sie näher auf "synchrone Breitbandspitzen" und die zu synchronisierende Netzfrequenz eingehen?
Sie müssen die Grundursache für diesen Anstieg aufspüren. Wenn in Ihrem Schaltkreis keine Aktivität vorhanden ist, die damit korreliert, muss sie von außen kommen, und Ihr MCU-Modul fungiert einfach als Antenne dafür.

Antworten (1)

Normalerweise tragen "wandernde" Spitzen nicht sinnvoll zu Quasi-Spitzen- oder Durchschnittsmessungen bei, die (normalerweise) das sind, was zählt, wenn es um regulatorische EMV-Standards geht.

Frequenz-Dithering kann Wanderspitzen hervorrufen - dies ist ein Standard-EMV-"Cheat" für Netzteile und ein Merkmal einiger PWM-Controller, um speziell die QP- und durchschnittlichen Emissionsgrenzwerte zu übertreffen.

Ein QP-Detektor ist so etwas wie ein Spitzendetektor, gefolgt von einem verlustbehafteten Integrator. Störspitzen (solche, die nicht immer vorhanden sind) neigen dazu, herausgefiltert zu werden. Durchschnittliche Detektoren sind sogar noch unempfindlicher gegenüber Störspitzen. Diese Wanderspitzen erscheinen nur für kurze Zeiträume in den QP- und durchschnittlichen Messfrequenzfenstern, daher ihre minimale Auswirkung.

Ich habe mich gefragt, ob das Modul diese Verschiebung möglicherweise absichtlich durchführt, war mir aber nicht sicher, was der Effekt sein könnte. Wollen Sie damit sagen, dass die EMI-Messgeräte in einem Testlabor normalerweise eine Art Mittelungsdetektor sein werden?
Ja. Sowohl QP als auch durchschnittliche Emissionsgrenzwerte für EMV-Tests nach IEC EN 61000 sind Formen der Mittelwertbildung. Soweit mir bekannt ist, gibt es keine formelle gesetzliche Höchstgrenze.
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