Estoy pensando en cuál sería la mejor manera de diseñar mi sistema para que tenga el mejor SI y pase las pruebas de EMC. Mi sistema consiste en una unión de dos PCB por un cable plano flexible (hasta 7 cm) y estos son algunos requisitos:
- El tablero inferior debe tener un sensor analógico y un motor de CC cepillado controlado con un puente h (20kHz PWM).
- Las fuentes de alimentación deben estar en la placa inferior.
- Hay un uC que puede estar en la parte superior e inferior de las placas y su ADC de 12 bits lee la salida del sensor analógico, que es el principal objetivo del dispositivo.
- Hay un módulo GPRS que puede consumir hasta 2A y, en teoría, podría ir en la parte superior e inferior del tablero.
- El tablero superior debe tener una pantalla, y la unidad de control de uso utiliza SPI para enviar los datos de la pantalla. Alternativamente, los datos de la pantalla pueden enviarse a través de 8 líneas, pero el número de líneas en el cable plano está limitado / los pines disponibles en el procesador son limitados.
Para tener el marcado CE, el producto debe pasar las pruebas de EMC. Por otro lado, el objetivo principal no es pasar las pruebas de EMC, sino leer una señal analógica. Ambos pueden chocar entre sí. Nunca he tenido que pasar una prueba de EMC, así que realmente no tengo una intuición educada en términos de qué tan bueno / malo es un diseño en ese sentido a priori .
Más información:
- La medida resultante se deriva de un promedio de varios El sensor lee para mejorar la SNR.
- El GPRS nunca va a transmitir / recibir al mismo tiempo que el sensor, así que no estoy realmente preocupado por eso.
- El motor de CC funcionará al mismo tiempo que el sensor. El motor es pequeño de 10k rpm a 5 V, 200-500 mA a una velocidad constante.
Solución 1: uC en la tabla inferior, GPRS en la tabla inferior.
Para tener la mejor integridad de señal para la señal del sensor, tiene sentido tener la uC lo más cerca posible del sensor analógico.
Por razones de espacio, el GPRS está cerca del sensor analógico. El suelo es un plano sólido que todos comparten, pero el módulo GPRS está inactivo cuando no se utiliza (consume menos de 50 mW). Las conexiones de GPRS y de la antena estarían en el otro lado de la placa y es posible crear una pequeña rendija en los planos de potencia entre ellos.
Luego tenemos las líneas de datos de visualización, SPI en el peor de los casos, que se irradiarán.
SI: bueno EMC: puede ser malo, o no. Supongo que puedo hacer esto para mejorar:
- reducir la velocidad SPI o usar la interfaz de 8 líneas, si tengo suficientes líneas disponibles
- reduce el tiempo de subida de las señales más rápidas con resistencias
Problemas: Realmente difíciles / tal vez no es posible enrutarlos
Solución 2: uC en la placa superior, GPRS en la parte inferior.
Tener el uC en la placa superior significa que la señal del sensor analógico debe ir más lejos y compartir el cable flexible plano con las señales SPI y PWM. Tener la señal analógica vagando alrededor del tablero en un camino más largo y en el cable flexible tal vez no sea la mejor idea. Significaría más oportunidades para que recoja radiación del motor, SPI, PWM o cualquier otra cosa.
El GPRS está en la parte inferior y cerca de su suministro, por lo que se ve bien.
SI: posibilidad de degradar la señal analógica con ruido e interferencia. Aunque desconocido. EMC:
- Probablemente bueno.
- Pistas cortas para señales rápidas como pantalla SPI.
- GPRS cerca del suministro, por lo tanto, rutas / bucles de alta corriente cortos.
- Ruta más larga para señales PWM.
Realmente fácil de enrutar, buen espacio en las tablas.
Solución 3: GPRS en la parte superior y la unidad de usuario en la parte inferior.
Es poco probable que ocurra esta opción, por varias razones, pero tengo una duda.
El GPRS exige hasta 2A ráfagas impulsivas. Como las fuentes de alimentación están en la parte inferior, la corriente impulsiva 2A viajará a cierta distancia; Tal vez hasta 9 cm. Supongo que no es la mejor idea tener un bucle de 90 mm con una corriente impulsiva a través de él. Incluso si no está sintonizado tan eficientemente como una antena, estoy seguro de que aumentará bastante las radiaciones. Probablemente, debido a la diferente geometría, irradiaría mejor o enfatizaría diferentes frecuencias que la antena, pero seguramente aumentará las emisiones.
En términos de emisiones, ya existe una radio cuyo propósito es emitir RF de manera adecuada ... ¿la prueba será menos estricta o diferente?
No soy un fan de esta opción pero me gustaría tener algunos comentarios solo por curiosidad, para aprender.
En mi opinión, la mejor opción es la número 1, pero es muy poco probable que pueda incluir todo lo que quiero en la tabla inferior y probablemente necesite la opción 2, pero tengo miedo de que pueda comprometer las mediciones analógicas, que es la más Función importante. ¿Cuáles son tus pensamientos y por qué? ¿Estoy razonando algo mal? Por favor, pregunta si necesitas más información.
Muchas gracias de antemano por su tiempo.