Pauta de diseño de SPI EMC

La radiación dependerá principalmente de dos cosas.

El tiempo de subida y bajada de sus señales Puede controlar esto con algo tan simple como una resistencia en serie en la salida del controlador, o con un filtro. La resistencia en serie crea esencialmente un filtro RC donde la capacidad es proporcionada por la carga. Si no está utilizando líneas controladas por impedancia, no llamaría a esto "terminación" sino simplemente "control de tiempo de subida".

Dada su velocidad de datos de 1 Mbps, debería poder aumentar los tiempos de subida y bajada a 100 o 200 ns sin degradar el rendimiento, y esto reducirá sustancialmente el contenido de alta frecuencia de las señales.

El área de bucle entre los cables de señal y tierra en el cable Puede minimizar esto asignando cables en su cable de cinta (suponiendo que es un cable de cinta) en la disposición GSGSGSG, por lo que cada línea de señal tiene dos conexiones a tierra Los cables lo más cerca posible. Con algo de experimentación, es probable que pueda reducir la cantidad de cables a tierra, pero es un cambio difícil de realizar después de que ya haya creado sus PCB.

Editar: En los comentarios que dijiste, "la prueba se realizará para la emisión y la inmunidad, ¿agregará una resistencia de serie también ayudará en la inmunidad?"

En mi experiencia, un circuito SPI con una longitud de traza de ~ 5 cm no es probable que falle en las pruebas de inmunidad radiada.

Sin embargo, nunca he ralentizado el tiempo de subida tanto como sugerí hacer más arriba. La reducción de la velocidad del borde puramente resistiva degradará la inmunidad como sugirió. Agregar capacitancia al final de la carga del trazado mejorará la inmunidad, pero también requerirá más corriente a través del cable durante las transiciones, por lo que degradará la radiación. Creo que con sus parámetros de problema podría encontrar un equilibrio entre los dos que pasan la prueba, siempre que también tenga algún tipo de protección alrededor de todo el circuito.

Si este es un problema de "una oportunidad para hacerlo bien" y no le importa unos pocos dólares adicionales en costos, entonces una opción es usar traductores de CMOS a LVDS y enviar las señales SPI a través del cable como Señales diferenciales en lugar de un solo final. Esto mejorará tanto la radiación como la inmunidad. También podría diseñar la opción de agregar choques de modo común en las señales diferenciales para mejorar aún más ambas.

Hay una prueba de radiación "saliente" de EMC (mi término). Todas las señales EMC emitidas desde su producto deben estar por debajo de un cierto valor. El valor depende de la frecuencia radiada.
Para evitar la radiación, puede usar blindaje (con un cable blindado). Otra forma es hacer que sus señales no tengan bordes "agudos". El primer paso es ver si puede reducir la resistencia de la unidad de sus almohadillas. Entonces usted puede agregar RC a las señales en el extremo de conducción, pero lo vería como último recurso. Debe tener mucho cuidado para no deteriorar la señal tanto que la transferencia de datos se vea obstaculizada. En la mayoría de los casos, la prueba de radiación "saliente" de EMC es la más difícil de cumplir. Empieza con eso.

Luego hay una prueba EMC "entrante" donde su circuito debe ser inmune a la radiación entrante. Ahí es donde tiene que 'proteger su circuito de EMC'. Aquí es donde no tengo experiencia ya que nunca he estado en una situación en la que sucedió. Por lo tanto, utilizando solo el conocimiento teórico: el uso de un cable blindado ayudará a evitar la entrada de señales externas. Supongo que probablemente sea suficiente, pero nuevamente: ¡no hay experiencia allí! Ser inmune ayuda si sus receptores tienen una impedancia baja. Cuanto menor es la impedancia, más energía se requiere para "influir" en la señal. Usted podría simplemente poner una resistencia en el lado del receptor a tierra. Pero allí también lo vería como último recurso. La misma razón que con RC: es posible que su transferencia de datos ya no funcione de manera confiable. (Pero sus bordes de señal se redondearán más). Una mejor solución sería agregar un controlador IC en la fuente y luego un CI de baja impedancia en el lado receptor.
Todo el problema con las pruebas de EMC que no sabrá hasta que se realice la prueba si lo que ha hecho es suficiente o no. O exagerar, aumentar el precio del producto o reducir la fiabilidad. O lo más probable es que todavía esté irradiando, pero la fuente no está donde la esperaba.