ЭМС, борьба с помехами

[mr-marlen]

Сегодня переключился на другой усилитель и обнаружил, что на телеке при просмотре эфира помехи остались. Раньше грешил на Zen9, но у меня ЦАП включается от усилителя, поэтому он всегда был включен. Проверил отдельно ЦАП. Включаю - помехи есть, выключаю - нету.
Это нормальное функционирование устройства или надо искать проблему? При отсоединении I2S шлейфа от модуля KNLL к плате ЦАП - "свист" пропадает.

На данный момент, после всех изменений помех стало меньше, но немного все равно заметно на телеке.

Докинул последний на данный момент вариант монтажа (первая картинка - монтаж старый. Оставил т.к. на ней подписаны выходы все остальное). Экраны всех трансформаторов отключены от корпуса (в том числе тот, что подключен на фото, белый провод к винту справа). Корпус соединен с цифровой землей ЦАПа на конце шлейфа I2S около модуля. Аналоговая земля ЦАПа с корпусом не соединяется.

Продолжение https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1693028

[Lexus]

Вы хотите сказать, если сделать правильные разрезы в полигоне (посмотреть пути тока и т.д), то развязку можно и не ставить, эффективность от нее будет малой?

Никакими исключительными методами никогда не получится избежать паразитных возвратных путей. Гальваническая развязка выступает как радикальная мера - разрывает связь между приемной и передающей стороной таким образом, что паразитные возвратные токи становятся крайне мизерными. Если интересно внутреннее строение таких ИМС, можете посмотреть документ от TI на серию ISO: http://www.ti.com/lit/an/slla284/slla284.pdf Подобный документ есть и у AD, но поиск именно сейчас по сайту работать не хочет. Ключевое слово документа при поиске - iCoupler. Это технология микротрансформаторов, используемых в ADuM. В этих документах также содержатся сведения по трассировке изоляторов на платах.

Разрезы в полигонах не обладают таким влиянием, чтобы оградить цепи DGND и AGND от протекания тока между ними. Все, что могут разрезы, - подкорректировать возвратный путь сигнала. Инженеры по ЭМС НЕ рекомендуют выполнять разрезы где бы то ни было, потому как, помимо коррекции пути возвратного сигнала для предполагаемой трассы, будут скорректированы пути паразитных возвратных сигналов, и Вы этого даже не заметите.

Наконец, без гальванической развязки на плате запрещено располагать разъемы на противоположных сторонах платы. Падение напряжения между цепью GND этих разъемов наводит помехи в подключенных кабелях.

[-STORM-]

mr-marlen, Раз такая пьянка, то я бы начал проверять все скопом, все стабы, вытащил бы платы из корпуса.
У меня была LM317, которая в пети рогове генерировала пилу на выходе, когда я это обнуружил был в шоке, брак 100 процентный. Такая сила излучения мне кажется не спроста.

---------- Добавлено в 13:55 ---------- Предыдущее сообщение в 13:52 ----------

Раз уж есть телевизор с антенкой - мож ею (антенкой) поводить над цапой и проводками подключаемыми - да локализировать глюк?

Да тут явная крупная ошибка, так вдуматься, сила излучения не слабая.
Где то чтото есть!
Поэтому думаю надо вытащить платы из корпуса и посмотреть как будет себя вести

[Analog]

Если интересно внутреннее строение таких ИМС, можете посмотреть документ от TI на серию ISO: http://www.ti.com/lit/an/slla284/slla284.pdf Подобный документ есть и у AD

Спасибо за документ, особенно интересно про вырез на ПП под микрухой!

Как раз хорошо тогда, когда цифровые помехи сливаются туда, куда положено, но не в аналоговую часть. ИМС гальванической развязки в первую очередь разрывает паразитные пути возвратного сигнала между цифровой и аналоговой частью.

Выходит, что цифровой полигон никуда не надо цеплять, пусть висит себе в воздухе? Или не так?

[yan]

местные любители могут с успехом использовать именно LVDS в сочетании с HDMI-кабелями, как недорогой и весьма качественный "транспорт" при выполнении несложных правил.

Несложных правил, приведенных вами ранее (это "дифф. терминация у приемника плюс аккураный дизайн") явно недостаточно,
тем более, людям, которые ставят "для улучшения" параллельные 100 ом с обоих концов в 485 или последовательные резисторы в LVDS-драйвер.
Синфазная так и будет сдувать телевизор.

Ферритовые клипсы HDMI-кабеля предназначены только для окончательной "полировки" CML линии с полной терминацией.
Эти клипсы не смогут ослабить синфазную помеху до приемлемого уровня.

На стороне и 485 и LVDS приемника нужно цеплять середину согласующих 100 ом через конденсатор (0.1uF или бутерброд из 0,1+поменьше)на землю, так же можно согласовать и сторону драйвера LVDS, как нарисовал Analog в #239.
На стороне драйвера 485 можно установить последовательные 50 ом между выходами и линией.
Вот тогда результат порадует.

[viktor8m]

а еще самое забавное, что скорость нарастания на выходе 30Mbps-драверов RS-485 не меньше, чем у 400Mbps-драйверов LVDS, но при этом у LVDS differential pulse skew лучше на порядок, что тоже положительно сказывается на уровне излучения от линии передачи при прочих равных

Я в своём внешнем ЦАПе хочу использовать RS-485 (через кабель HDMI) и получил от Линеар пару счетверённых быстродействующих приёмников (LTC1518) и передатчиков (LTC1688), у которых типовой skew 500 пс, неужели этого не достаточно и обязательно применять LVDS?

[Electrovoicer]

нужно цеплять середину согласующих 100 ом через конденсатор (0.1uF или бутерброд из 0,1+поменьше)на землю, так же можно согласовать и сторону драйвера LVDS

я не спорю, хуже от этого не будет. но мой опыт разработки десятка устройств с гигабитными интерфейсами показывает, что даже со стандартной дифференциальной терминацией LVDS все должно быть ок.

---------- Добавлено в 17:18 ---------- Предыдущее сообщение в 16:47 ----------

Я в своём внешнем ЦАПе хочу использовать RS-485 (через кабель HDMI) и получил от Линеар пару счетверённых быстродействующих приёмников (LTC1518) и передатчиков (LTC1688), у которых типовой skew 500 пс, неужели этого не достаточно и обязательно применять LVDS?

В каком смысле "не достаточно"? Просто у них все равно больше скорость нарастания и все равно больше diff skew, чем у lvds. Т.е. излучать линия передачи будет больше. К тому же эти микросхемы в три раза дороже, чем adn4667/8, имеют большее потребление, менее удобную распиновку и у них хилее ESD-защита. Из плюсов - больший диапазон синфазных входных напряжений.

[yan]

со стандартной дифференциальной терминацией LVDS все должно быть ок

Только в этой ветке есть отзывы, что в конечном итоге, TTL оказывается лучше, чем LVDS.
Должно быть ок - это всё, что можете на них ответить с высоты опыта разработки десятка устройств?

[tomtit]

Надо просто подумать что такое LVDS. На самом деле это просто пара
противофазных низковольтных КМОП выходов. И все !
И 75% возвратного тока хреначит, как обычно, по землянному плэйну.
Я всегда рассматриваю LVDS , как два независимых провода, у которых должна быть одинаковая задержка.
А на все аппликухи, рассказываюшие сказки о дифференциальных линиях можно смело забить.
Отсюда следует также, что кабель без качественного экрана будет жутко излучать.
А вот если пропустить сигнал через трансформатор с синфазником (LAN 10/100T), картина станет совершенно другой
и можно обойтись вообще без экрана.

[dortonyan]

Я всегда рассматриваю LVDS , как два независимых провода, у которых должна быть одинаковая задержка.
А на все аппликухи, рассказываюшие сказки о дифференциальных линиях можно смело забить.

А зачем тогда вообще такой интерфейс нужен?

[tomtit]

Уровни низкие, энергия помехи падает квадратично. А мифов и глупостей в среде профессионалов ходит немало.

[viktor8m]

К тому же эти микросхемы в три раза дороже, чем adn4667/8

Я не платил, это сэмплы

Т.е. излучать линия передачи будет больше.

А кабель HDMI разве не рассчитан на такие (и даже более быстрые) сигналы?

[Electrovoicer]

Только в этой ветке есть отзывы, что в конечном итоге, TTL оказывается лучше, чем LVDS.

при каких условиях? в какой конкретной конструкции? какие кабели и разъемы? список вопросов можно продолжить...
я пока вижу только бездоказательные упоминания, а не примеры реальных конструкций, в которых могут быть допущены различные ошибки.

Должно быть ок - это всё, что можете на них ответить с высоты опыта разработки десятка устройств?

я уже перечислил базовые пожелания и уже сказал о том, что синфазная составляющая при использовании даже простой дифференциальной терминации входа lvds-приемника весьма мала, а учитывая, что дифференциальный баланс lvds-передатчиков составит не менее -40дб на мегагерцевых частотах, ваше предложение о терминации с подавлением синфазной составляющей скорее всего не улучшит радикально ситуацию в аудиоприменениях.

---------- Добавлено в 19:28 ---------- Предыдущее сообщение в 19:18 ----------

Надо просто подумать что такое LVDS. На самом деле это просто пара
противофазных низковольтных КМОП выходов. И все !
И 75% возвратного тока хреначит, как обычно, по землянному плэйну.

суровое обвинение. если можно, поясните, как целых 75% (не больше и не меньше) возвратного тока может хреначить по плэйну/экрану при наличии дифференциального баланса хотя бы в 20дб? если 75% возвратного тока хреначит через плэйн/экран, то это говорит о том, что один из выходов передатчика тупо сгорел

могу согласиться только с одним утверждением - трансформатор с "синфазником" картину действительно улучшают.

[tomtit]

Павел,
С, удовольствием обьясню. При планарном расположении проводников, возвратный ток идет двумя противоположными потоками по земляной плоскости,
только частично компенсируя друг-друга в середке (25-35%). Он бы и рад течь по торцу другого провода, но там места мало, да и расстояние велико, нужно создать
больше магнитного поля, что энергетически невыгодно.
При переходе с платы на витую пару, уже ничего не меняется, ток не "перескочит" с плэйна на провод пары, если ему не "помочь" трансиком или фильтром.
А изначальная симметрия в 40дб ничего не значит после первой пары сантиметров, происходит "привязка" тока на земляную плоскость, как на путь с наименьшей энергией электромагнитного поля.

[-STORM-]

Взял радио и полез смотреть свой 6v3
Результат конечно ошеломляет, шлейф i2s такая антена, излучает в радиусе полуметра.
Сама плата почти не излучает, вот только реклок в радиусе 1 см затыкает радио на глушняк.
Провода аудио выхода тоже немного излучают, теперь понятно, что надо входу силителя защитить синфазниками.
Излучение проводов питания цыфры легко гасится синфазными дросселями о которых сдесь уже говорилось.
Все эти меры хорошо слышны в звуке, слышно повышения линейности и повышения качества, выводы думаю очевидны.
В цифровых схемах думаю многослойные платы будет самое оно, где половину цифровых помех будет гибнуть в самой плате.
Да кстати, на антену телевизора влияния нет, наверно уровень излучения маловат.

[Electrovoicer]

При переходе с платы на витую пару, уже ничего не меняется, ток не "перескочит" с плэйна на провод пары, если ему не "помочь" трансиком или фильтром.

Вы говорите о случае, когда, в силу конструктивных особенностей, фактически разрывается опорный слой и происходит "разворот" возвратного тока, который циркулирует только до места разрыва и как раз и вызывает побочное излучение - образуется нечто вроде рамочной антеннки. Но если использовать специализированные разъем и кабель (например, HDMI) и не сделать грубых ошибок при проектировании платы, то этого происходить не должно - небольшой (благодаря симметрии передатчика) возвратный ток продолжит течь по экрану кабеля. Максимум - возникнет небольшая неоднородность имеданса линии передачи в месте, где печатные дорожки переходят в разъем, но это сильно не повлияет на результат.

использование же трансформаторов с UTP кабелями - просто жизненная необходимость. экрана в UTP кабеле нет, поэтому требуется идеальная симметрия токов в дифференциальной паре.

другими словами: пользуетесь неэкранированными UTP кабелями и неподходящими разъемами - трансформатор необходим. пользуетесь печатной платой с опорным слоем, специализированным разъемом и специализированным кабелем - результат будет приемлимый. дополнительное подавление синфазной составляющей на стороне приемника с помощью расщепленного терминирующего резистора с заземленной через конденсатор средней точкой - только в плюс.

[Lexus]

Выходит, что цифровой полигон никуда не надо цеплять, пусть висит себе в воздухе?

Почему же в воздухе? Он является опорным планом для цифровых цепей, и только для них должен использоваться.

В цифровых схемах думаю многослойные платы будет самое оно, где половину цифровых помех будет гибнуть в самой плате.

Приятный бонус в многослойках - соседство слоев POWER и GROUND, дающее полезную в данном случае емкость. Для этого слой питания нужно использовать по максимуму. И, конечно же, целостность слоя заземления - очень ценно. Вот в своем DAC для PCM58 трассировал "аналоговую" часть:



Плата уже готова, чуть-чуть деталей не хватает - изоляторов и генераторов.

[Analog]

Там, на самом первом фото (с разобраной вилкой D-sub), видно, что витая пара не используется по своему назначению, витые пары запаралелены и не использутся. Получается, что это просто несколько проводочков в экране. Там нельзя подобрать парные сигналы?

Пары проверил, все верно. Выяснил, что основная помеха идет от клока ЦАПа по кабелю

[-STORM-]

Приятный бонус в многослойках - соседство слоев POWER и GROUND, дающее полезную в данном случае емкость.

Это да, ещё в многослойке можно спрятать линии несущей частоты от генератора например, щащитить сигнальные линии, думаю приемуществ много.

Offтопик:
Почему выбрали PCM58, а не 63, она повыше классом будет или есть определенные моменты для псм58 ?

---------- Добавлено в 20:34 ---------- Предыдущее сообщение в 20:31 ----------

Пары проверил, все верно. Выяснил, что основная помеха идет от клока ЦАПа по кабелю

Да да , она, везде она, в шлейфе i2s тоже клок синхры.
Если не защищаться то этот клок попадает в анологовую часть, от этого думаю аналоговым каскадам плохо
Надо попробовать клок пустить отдельно качественным коаксиальным кабелем, типа как в WiFi онтенах используется и посмотреть на излучения.

[s3tup]

как в WiFi онтенах используется и посмотреть на излучения.

Я очень рассчитываю на такой вариант, ибо любой другой в корне убивает конструкцию из нескольких плат. Коннекторы - SMA/SMB, кабеля - подходящие по типу коннектора.

[Lexus]

Да да , она, везде она, в шлейфе i2s тоже клок синхры.

А разъем для I2S как трассирован? Чередующимися линиями clk-gnd-clk-gnd...?

Offтопик:

Почему выбрали PCM58, а не 63, она повыше классом будет или есть определенные моменты для псм58 ?

Четыре бита подстройки заманивают. Понравились звучанием PCM1701 - родственники PCM58 - да подвернулась в продаже плата с четырьмя PCM58P-K.