EMC problemen.

Mij heeft http://siemc.com geholpen om hier wat meer van te begrijpen.
De oplossing kan zo simpel zijn als alle aansluitingen aan één zijde van de print te plaatsen.

belangrijk is om de opstelling die gebruikt is bij het EMC-lab te bewaren, van deze opstelling heb je immers juiste EMC data (golden sample).

Als je nu een eigen opstelling hiermee maakt en de resultaten langs die van het EMC-lab legt kan je zien waar je in het spectrum verbeteringen aan moet brengen. Ook kan je dan beter inschatten of je bij een volgende sessie aan de richtlijnen gaat voldoen.

Uitstraling is overigens niet het enige probleem, zo te zien heeft het EMC-lab de metingen gestopt omdat het op meerdere plaatsen buiten de limieten liep. De gevoeligheid metingen hebben ze om kosten te besparen niet gedaan. Testen als fast-transients, ESD en RF instraling zullen op zeker ook problemen opleveren.

Mijn plan zou zijn om een goedkope spectrum analyser te kopen (Alie) en zoals eerder voorgesteld een LISN te bouwen, dit zijn wat spoelen en condensatoren waar je de 12V DC doorheen laat lopen en de spectrum analyser op aan kan sluiten. Vergelijk jouw resultaten met die van het EMC lab.

Tegenwoordig is een wat complexer pcb altijd een multilayer, ik heb weinig vertrouwen dat je op jouw bi-layer pcb met wat ferriet of condensators het probleem gaat oplossen.

Concentreer eerst op de RF uitstraling van de clock, zonder dat de motor loopt. De hogere frekwenties kan je met een draadje op de spectrumanalyser doen. Kies een vaste opstelling voor de analyser en vergelijk met je "golden sample".

Op internet staan voorbeelden van sniffer probes, een miniatuur spoeltje aangesloten via een voorversterker op je analyser. Hiermee kan je het spoor of gebied opzoeken wat staat te stralen.

Door aan en uitzetten van je pcb kan je zien of de storing door je board wordt veroorzaakt en niet door iets anders.

Ik verwacht dat je hiermee goede inzichten krijgt, veel succes !

Ik heb het topic niet helemaal gelezen, dus misschien gevalletje spuit11. Moet je maar even filteren dan
Het lijkt dat je heel erg op een rimpel op de voeding zit te staren. Naar mijn idee is dat niet zo relevant. Conducted emission wordt gemeten door een clamp over een kabel te zetten waarbij de stroom door die kabel gemeten wordt, dus de hele kabel als geheel. Ik vind het raar dat het rapport dan over een enkele ader gaat, vooral omdat op de andere aders PWM staat te klapperen wat nog veel meer zal stralen dan die rimpel.
Persoonlijk zou ik kijken of:
- De voedende en retour draden zo dicht mogelijk bij elkaar liggen, dus in 1 kabel. Ze mogen geen lus maken.
- De kabel af te schermen is met een shield. Wel goed nadenken waarop die dan afgewerkt moet, want geen metalen kastje.
Algemene regel (maar die kan je denk ik wel): denk ik stromen. Waar lopen de storende stromen en welke lust maken ze?

@aart: (<<<< edit: toegevoegd: Ik type weer eens te langzaam).

De aansluitingen /zitten/ aan 1 kant van de PCB. GND <motormin> <motor plus> <VPLUS>.

Blurp, Tuurlijk: ik kan wat gaan lopen wiebelen met de 24kHz om de storingen wat te spreiden. Ik vind dat gepruts. Als ik het goed begrijp: hiermee kan je een naald wat spreiden richting "heuvel" als ie NET boven de lijn steekt. Hier is er behoorlijk wat boven de lijn....

Oh, wacht. Jij zegt dat als ik de PWM de ene cycle 1234 clocks laat duren en de volgende 1235, dat dan 48MHz ineens op de kaart komt te staan? Volgens mij heb ik de regeling volledig "I" (uit PID) gemaakt: Indien te weinig 1 omhoog, indien te laag: 1 omlaag. Dit zou betekenen dat ie mogelijk echt staat te wiebelen: afwisselend 1234 en 1235. (eerlijk gezegd DENK ik dat ie aan de limiet van z'n regelbereik zou moeten zitten, zoals ze hem getest hebben, dus dat ie dan hard tegen de regel limiet aanloopt en vast op 1 waarde blijft staan, maar dat zou ik moeten controleren).

Maar dan hebben we het wel over de 2000e boventoon. Zou die niet ontzettend zwak moeten zijn? Kan dit ook verklaren dat de volgende op 80MHz zit ipv op 96?

Edit2: @Peter_dtn:

Op 24 december 2020 10:14:00 schreef Peter_dtn:
Testen als fast-transients, ESD en RF instraling zullen op zeker ook problemen opleveren.

Nee, die zijn WEL gedaan. Allemaal prima in orde! (nu hebben ze de ESD vonken gericht op de schroeven die met 3.5mm plastic van m'n elektronica gescheiden zijn, dus dat is verklaarbaar dat er dan niets gebeurt.... )

Op 24 december 2020 10:34:56 schreef flipflop:
Waar lopen de storende stromen en welke lus maken ze?

Jep! Ik heb mijn klant zeker een keer verteld dat het dicht bij mekaar houden van de draden aan te raden is. Ik denk dat dit een "ene oor... andere oor:-" verhaal is...

Ik heb LISN opgezocht en weer wat geleerd. Ik denk dat het echt WEL om de ripple stroom gaat die m'n apparaat trekt.

[Bericht gewijzigd door rew op zaterdag 2 januari 2021 09:50:59 (30%)

Ik ging me er niet mee moeien, maat kan d ne losse eindjes die je toegeworpen worden met de beste bedoelingen niet meer aanzien. Ik zeg dit niet om je te kleineren, maar om je te behoeden voor foute denkpistes..
Het blijkt uit je posts dat je noch de kennis, noch de apparatuur hebt om EMC issues vast te stellen en te verhelpen.
Zo wordt het 'trial and error' en telkens een gok.
Hoe zal je klant reageren als hij het voor de zoveelste keer laat meten en tis nog niet goed? Zou je er niet beter iemand bijhalen met kennis van zaken?

Waarschijnlijk dacht je , dit is een klein hiaat in mijn reeds uitgebreide technische bagage en met wat bij te lezen en wat vragen te stellen word ik ook dit onderwerp vlug even meester.
Vergeet het maar. Dit is een specialiteit op zich en niet één van de makkelijkste. En EMC problemen kunnen zeer hardnekkig zijn.
Je kunt idd wat précompliance apparatuur aanschaffen maar dan heb je wel wat méér nodig dan een goedkope spectrumanalyser. Ik denk dat 10x het bedrag dat jij voor ogen had een minimum is.

Met enkel een SA ben je niks. Je hebt ook nog transducers nodig zoals een LISN of een meetantenne.
Bijvoorbeeld een meetantenne is wel wat meer dan een stukje draad.
Om het bereik tussen 30 en 1000MHz te overbruggen heb je ofwel een gans stel antennes nodig of een logper. Niet goedkoop, want ze moeten ook gecalibreeerd zijn enheb je ook de uitgebreide antennekarakteristieken nodig. Antennes geven nu eenmaal een spanning af die frequentieafhankelijk is. enz.....

Post eens een foto van je print.
Bij de tegenwoordige opbouw van een apparaat wordt al van bij het ontwerp rekening met EMC gehouden.Een moderne print ziet er dan ook heel anders uit dan ééntje uit de jaren70. Grote massavlakken ipv dunne baantjes. In en uit goed gescheiden, filtering, ontkoppeling en ook wel surgeprotection zoals zeners bij automotive en MOVs bij 230V toepassingen.

Als dat niet het geval is, dan zijn achteraf toevoegingen zoals een condensatortje of een ferrietje een doekje tegen het bloeden.
Kwam in de jaren 90 vaak voor bij fabrieksontwerpen, maar die hebben het voordeel om voor elke productiefase specialisten in huis te hebben, of in te huren. dus ook EMC spacialisten. Bij massaproductie worden de kosten uiteraard gedeeld door het aantal dat van de band rolt.

Grotedikken, bedankt voor je bezorgdheid.

Het plan is nu als volgt: Ik ga was "hobbyspul" aanschaffen zodat ik wat pre-pre- metingen kan doen. Dan ga ik naar een CO lid die heeft aangeboden dat ik wel een uurtje met z'n pre-certification spul mag spelen.

In de eerste instantie ga ik proberen of ik mijn metingen enigszins vergelijkbaar kan krijgen met die van het rapport. Gewoon met de oude print.

Op 24 december 2020 12:40:32 schreef grotedikken:
...Je kunt idd wat précompliance apparatuur aanschaffen maar dan heb je wel wat méér nodig dan een goedkope spectrumanalyser. Ik denk dat 10x het bedrag dat jij voor ogen had een minimum is.

Dat vind ik onzin. Er zijn massa's e'ca ontwikkelaars <30 medewerkers die ook geen tonnen aan apparatuur hebben staan en toch producten voortbrengen die door EMC testen komen. Als je snapt hoe het werkt kun je met een simpel snuffel-loopje (bijvoorbeeld) ook kijken waar het straalt en op welke frequentie. Je hebt geen absolute meting nee, daarvoor is de echte meting. Wel eens dat het een moeilijke materie is, dat zeker.

Op 24 december 2020 12:40:32 schreef grotedikken:

Met enkel een SA ben je niks. Je hebt ook nog transducers nodig zoals een LISN of een meetantenne.
Bijvoorbeeld een meetantenne is wel wat meer dan een stukje draad.
Om het bereik tussen 30 en 1000MHz te overbruggen heb je ofwel een gans stel antennes nodig of een logper. Niet goedkoop, want ze moeten ook gecalibreeerd zijn enheb je ook de uitgebreide antennekarakteristieken nodig. Antennes geven nu eenmaal een spanning af die frequentieafhankelijk is. enz.....

niet helemaal eens, met je golden-sample data welke gemeten is door het EMC-Lab ben je al een eindje op weg. Je hebt dan niet de dure antenna's nodig en al helemaal niet gecalibreerd.

Gebruik dezelfde opstelling als in het EMC lab en meet met relatief eenvoudige apparatuur. Vergelijk de resultaten, je kan verwachten dat de hogere pieken in het EMC-lab spectrum ook bij jou opvallen. Nu kan je experimenteren en zien wat maatregelen doen in het spectrum plaatje. Als de piek bij jou lager wordt zal dat ook in het EMC-lab gebeuren.

Metingen met antenne's zijn lastig, met een LISN is het een stuk makkelijker en ze zijn eenvoudig te maken.

Kijk eens in het boek van Berend Danker, een expert op EMC gebied die het heel mooi uit kan leggen en gebruik maakt van bijzonder eenvoudige middelen.

Ik heb eventueel nog wel een dictaat van hem.

Dat iemand met ervaring in EMC je kan bijstaan is een goeie beslissing. Het is nauwelijks mogelijk om op afstand en zonder het ontwerp gezien te hebben effectieve raad te geven.
Vage raad als plaats een ferrietje is meestal weinig efficient.

Ook daar bestaan specifieke soorten en maten in. En ook filters zijn vaakniet universeel. Je hebt soms het jam-teil effect. Als je in een teil jam trapt, dan duw je wat aardbeien omlaag, maar langs je voet komen de anderen juist omhoog.

Misschien kun je je ook eens je ontwerp laten bekijken om de lay-out in de toekomst te verbeteren. Het is heel belangrijk hoe de print is opgebouwd en er speelt nog veel meer mee. Je moet bijvoorbeeld de frequentie en flanksteilheid niet hoger nemen dan strikt noodzakelijk voor je toepassing gezien de emissie daarmee kwadratisch stijgt.

De aanschaf van wat betaalbare meetapparatuur is op zich geen slecht idee. Als je niet verwacht dat je een echte meting ermee kunt doen.
Je kunt wel zien of een probleem verbetert of verslechtert.
Een half oog is nog altijd stukken beter dan volledig blind.

Op 24 december 2020 12:40:32 schreef grotedikken:
Het blijkt uit je posts dat je noch de kennis, noch de apparatuur hebt om EMC issues vast te stellen en te verhelpen.

Dat is een beetje flauw om te zeggen, rew is niet de eerste de beste. En iemand die hier dagelijks mee te maken heeft gaat ook soms de mist in, je weet zelf dat het een hele moeilijke materie is. En dat je niet alle meet apparatuur daar voor hebt is logisch, je bent zo 50000 € verder (en dat is een heel vorzichtige schatting) als je niet uitkijkt. En dan hebben we het nog niet eens over een goede testruimte. Dus als klein bedrijf is dat gewoon niet te doen.

Waarschijnlijk dacht je , dit is een klein hiaat in mijn reeds uitgebreide technische bagage en met wat bij te lezen en wat vragen te stellen word ik ook dit onderwerp vlug even meester.

Kun je gedachte lezen? Onzin.

Vergeet het maar. Dit is een specialiteit op zich en niet één van de makkelijkste. En EMC problemen kunnen zeer hardnekkig zijn.

Dat ben ik dan weer wel met je eens.

Als dat niet het geval is, dan zijn achteraf toevoegingen zoals een condensatortje of een ferrietje een doekje tegen het bloeden.

Dat hoeft niet, kan net genoeg zijn.

Kwam in de jaren 90 vaak voor bij fabrieksontwerpen, maar die hebben het voordeel om voor elke productiefase specialisten in huis te hebben, of in te huren. dus ook EMC spacialisten. Bij massaproductie worden de kosten uiteraard gedeeld door het aantal dat van de band rolt.

Hier heb je het over een groot bedrijf waar er iedere dag tig printen van de band rollen. Dat kun je niet vergelijken met een klein bedrijf.

50.000,- voor een complete set is wel wat overdreven, maar het gaat wel erg snel ja.
Met een doorsnede SA en een rekenmachine kun je heel erg ver komen.
Daar voor hoef je echt geen kapitalen te investeren, maar wel wat tijd om de juiste antennes en andere adapters te maken.

Koop dan wel a.u.b. een beetje een gerenommeerd apparaat. een HP8591 of iets dergelijks en laat hem kalibreren. Dan ben je voor minder dan 1.000,- wel klaar en heb je ook voor andere doeleinden een leuke setup.
Die rigol is trouwens ook prima (alleen hou ik zelf niet van TFT schermen, doe mij maar een buis).
Je gaat er echt niet mee achter de komma meten, maar bij benadering van één of twee dBuV kun je in ieder geval zelf al het een en ander testen.

en zonder testkamer kun je ook prima meten, doe eerst gewoon een nul meting. heb je kleinere apparatuur; zet die dan in een metalen kast (met goede aarde!). ook daar weer een nulmeting en je kunt beginnen.
succes!

Voor niet al te hooggegrepen metingen is de SA functie in de SDS1104X-E scoop van Siglent ook prima te gebruiken...

@Flipflop,
Daar heeft U helemaal gelijk in, eerlijk gezegd heb ik in onze interne EMC training een speciaal hoofdstuk gemaakt over Cheap and uncalibrated tools en hun nut.
Het helpt in de creativiteit van oplossingen zoeken.
Bij compliance tests maakt het niet uit hoe je het eind doel bereikt, als een zelf gemaakte near field probe of stroom transformator jou duidelijk maakt wat er gebeurt, dan ben je een stap vooruit, niemand zal U later vragen was er een calibratie certificaat.
Uiteindelijk het eind resultaat telt, je finale meting doe je natuurlijk met gecertificeerde apparatuur, maar gedurende de ontwikkeling dan heb je speelruimte.

Een ferrietkern rond een kabel vertelt mij dat het design niet goed is.

Verder worden bij motoren vaak EMC problemen veroorzaakt door de capacitieve koppeling tussen de stroomvoerende wikkelingen en de massa van de motor. Zorg ervoor dat er een kabel/verbinding is zonder omwegen (bv neem de afscherming) van de massa van de motor naar je regelaar.

Verder zijn er genoeg goedkope modules van bijvoorbeeld seeed (o.a. Eleshop) die indicatief laten zien wat er gebeurt. Dan nog een setje near field probes erbij en je ziet wat er op je PCB gebeurt.

Op 24 december 2020 19:43:40 schreef Hoeben:
Een ferrietkern rond een kabel vertelt mij dat het design niet goed is.

Da's leuk, maar wat heb je aan die kennis als je voor het blok staat? Alles deleten en weer opnieuw beginnen? Of toch je huidige setup proberen te patchen? Als je oneindig geld hebt, of een gewillige opdrachtgever zou je optie 1 kunnen kiezen.

60 dBuV = 1 mV. 120 dBuV = 1 V. rew, je gebruikt een verkeerde formule voor de spanningsverhouding.

[Bericht gewijzigd door wvogel57 op donderdag 24 december 2020 21:23:12 (52%)

Als de 'tekortkomingen' maar klein zijn is een snelle 'fix' te prefereren bij een keuring.
Je kunt dan vaak met de keuring snel doorgaan, met een redesign moet alles qua testen ook weer opnieuw worden opgestart, exra tijd en extra kosten.

Heb dat met veel telecomapparatuur ook gehad. Altijd een goed gevulde koffer met onderdelen mee om desnoods ter plaatse iets aan te passen bij een keuring.
(vaak waren de geluids of detectienivo's iets afwijkend, dat kon je dan bijstellen. In ergste geval apparaat mee terug en paar dagen later door met de keuring)

Was voor Nederland bij Telefication/Kema, daar ging alles toch al slaapverwekkend traag, een keuring kon tot wel een week duren...
(vergelijk: bij Belgacom duurde dezelfde keuring maar iets meer als 3 uur...)

Voor apparaten waar EMC problemen te verwachten zijn gebruik ik uit voorzorg een 4-layer pcb (met ground en powerplane), dat scheelt al aanzienlijk.

Ik heb een SA gekocht. Kost een paar centen maar dan heb je ook wat.

wvogel: Jep had ik ook geconcludeerd. Nog bedankt.

Guys, d'r zijn ondertussen wat dingen die ik zodra m'n SA d'r is, ga proberen. Enerzijds: Kan ik het gemeten spectrum enigszins reproduceren. Dan ga ik prutsen totdat ik dingen vind die werken. D'r zijn er een hoop aangedragen. Ook in een telefoongesprek met een lurker hier. Eentje zou erg simpel moeten zijn (software!), en mogelijk met de 48MHz helpen. Ik heb m'n twijfels, maar aangezien het zo goedkoop is, ga ik hem zeker proberen.

Maar de "redesign" met een vierlaagsprint en powerplanes is ook zeker in the picture. Of er nu een choke op de print komt of een externe ferriet ring... Er zal vast een herkeuring moeten komen. Tegen die tijd hoop ik een paar maatregelen geprobeerd te hebben en zelf de effecten daarvan gezien te hebben op m'n eigen apparatuur.

Ik heb een SA gekocht. Kost een paar centen maar dan heb je ook wat.

Welke, als ik vragen mag?

SSA3015 van SIGLENT. Volgens mij heb ik de PLUS variant.

Op 24 december 2020 20:34:44 schreef flipflop:
[...]
Da's leuk, maar wat heb je aan die kennis als je voor het blok staat? Alles deleten en weer opnieuw beginnen? Of toch je huidige setup proberen te patchen? Als je oneindig geld hebt, of een gewillige opdrachtgever zou je optie 1 kunnen kiezen.

Ik zou beginnen met een afgeschermde kabel die ik bij de motor aan de massa leg en bij de controller ook.

Als dat niet kan zou ik een dikke aardkabel naast de motorkabel leggen om de massa te verbinden.

Een ferriet rond de kabel houdt common-mode tegen, differentiële storing gaat er nog steeds doorheen. Ik zou als noodgreep wel een dikke ferriet gebruiken waar ik de kabel dan 2 keer doorheen steek. Maar het blijft een noodgreep en hoeft het probleem helemaal niet op te lossen.

Je moet de oorzaak van het probleem zien te vinden, pleisters plakken geeft vaak een onvolledig resultaat.

Op 25 december 2020 09:05:11 schreef rew:
SSA3015 van SIGLENT. Volgens mij heb ik de PLUS variant.

Je zou ook hier eens kunnen kijken naar de RF explorers:
https://www.eleshop.nl/testen-meten/spectrum-analysers/spectrumanalyze…

Heel aardig spul, puur indicatief natuurlijk maar je ziet wel wat er gebeurt.

Kijk... Ik zit al een paar jaar naar de vierkanaals siglent scopes te kijken van: "eens in de zoveel tijd is vier kanalen wel erg fijn". Maarja, gebruik ik het genoeg? Kan ik me nu 500-1000 euro veroorloven om hem nu te kopen? Dus 30 minuten nadat ik 2000 euro aan eleshop heb overgemaakt, komt arco met dat ik net zo goed die scope had kunnen kopen, en even later jij dat ik ook een 300 euro apparaat had kunnen kopen... Bah!

Met de SA heb ik het meest een opstelling die vergeleken kan worden met wat er bij de werkelijke test gebruikt wordt. Met een zelf te bouwen (oops onderdelen bestellen!) LISN kan ik de conducted emissions meten. En omdat het vermoeden bestaat dat de 48MHz en hoger ook door de draden naar buiten komen (de golflengte is te lang om direct vanaf de print uit te stralen) ga ik kijken of ik de 48MHz daar ook zie.

De Siglent SDS1104X-E is zoals eerder gezegd best bruikbaar als SA. (zie uitgebreide review deel 2, vanaf blz 10)

[Bericht gewijzigd door Arco op vrijdag 25 december 2020 10:46:59 (10%)

Voor liefhebbers ook deel 1 van de review.