Użytkownik "janusz_k" <J...@o...pl> napisał w wiadomości
news:m9681m$hjb$2@speranza.aioe.org...

>>> Gdzie indziej wyczytałem jeszcze, że ekran gniazdka należy połączyć z
>>> masą przez połączone równolegle R 1M i C 100pF.
>>> Jak to w końcu jest? ;)
>>
>> Przypuszczam, że nie ma jednej, prostej odpowiedzi.
>> Dumając o EMC urządzeń problem co zrobić z masami jest podstawowym który
>> kołacze się po głowie i w większości przypadków każdemu możliwemu
>> rozwiązaniu mogę przypisać zalety i wady. Nie mając w warsztacie
>> laboaratorium jedynie na podstawie przemyśleń muszę coś wybierać. Potem
>> urządzenie przechodzi badania i jedyne co wiem to, że przeszło czyli to
>> co wybrałem było wystarczająco dobre, ale nie wiem czy inne nie byłoby
>> lepsze. Więc ciągle mam brak danych aby coś jednoznacznie powiedzieć.
>> P.G.
> Ale to w końcu łączysz masę z masą sygnałową czy nie.
>
Tak jak napisałem za każdym razem przemyśluję zagadnienie od nowa, bo każda
sytuacja jest trochę inna. Jakbym robił dużo urządzeń USB to może miał bym
coś ustalone, ale zrobiłem tylko dwie wersje jednego i teraz drugie.
W 2004 roku robiąc pierwsze moje urządzenie USB połączyłem masę kabla z masą
płytki i z obudową złącza. ESD trafiające do obudowy złącza potrafiło czasem
zawiesić urządzenie (badałem zapalarką piezoelektryczną). Znalazłem jedną
sztukę, która była (nie wiem dlaczego) odporna i z nią poszedłem do
laboratorium EMC - badania przeszła (czy inne by przeszły to nie wiem, bo
moja zapalarka jest chyba silniejsza od kalibrowanego impulsu pistoletu
ESD).
Uznałem, że to zawieszanie to dlatego że ESD wpływa mi do mojej masy
(obudowa była taka, że nie pozwalała wejść ESD inaczej jak do obudowy
złącza) i w kolejnej wersji nie połączyłem aby sobie ESD leciało raczej do
komputera niż do mojej masy (oczywiście na masę też się przeniesie (choćby
pojemność kabla), ale uznałem, że słabiej). Dodałem też zabezpieczenie ESD
utrzymujące wszystkie linie w ryzach względem mojej masy, dławik common mode
na linie sygnałowe i ferryte bead na linię zasilania). Jestem przekonany, że
ta druga wersja jest lepsza od pierwszej, ale czy to zasługa nie połączenia
obudowy złącza czy tych innych zabiegów to nawet jakbym wykonał badania nie
mógłbym być pewien. Nie wiem też czy nie połączenie poprawiło, czy
pogorszyło. Aby być pewnym trzeba by było przeprowadzić komplet badań we
wszelkich kombinacjach obecności poszczególnych elementów i z powtarzalnym
źródłem ESD, a takiego w szufladzie nie mam, a laboratorium kosztuje.
Teraz miałem inne urządzenie. Nie mogłem zabezpieczyć przed wejściem ESD
przez szpary w obudowie i musiałem upchać elementy tuż przy brzegach płytki.
Zastosowałem więc piorunochrony na płytce. No i mamy 4 elementy (obudowa
złącza, masa w kablu, masa płytki, piorunochron). Ułożyłem je w myśli w
kwadrat. Każda z krawędzi kwadratu i każda z przekątnych może być
zwarciem/przerwą/koralikiem ferrytowym/kondensatorem. Ograniczyłem się do
takiego wyboru, choć można by też brać pod uwagę kombinacje elementów
(widziałem kiedyś płytkę na której dwa obszary GND były ze sobą połączone
koralikiem i kondensatorem (równolegle)). Co gdzie wstawić dumałem od lipca
do listopada, a koncepcja mi się co rusz zmieniała. Myśleć jest o czym, bo w
każdym rozwiązaniu można wskazać jakieś wady. Koralik wsadzony w drogę ESD
do komputera zmniejszy di/dt przepływającego impulsu (to dobrze bo mniejsze
napięcia się wyindukują w ścieżkach w pobliżu), ale opóźni odprowadzenie
ładunku z piorunochrona przez co dłużej będzie wysokie natężenie pola
elektrostatycznego w pobliżu elementów - może wystarczyć do zjonizowania
powietrza i dalszego przeskoku na te elementy. Może więc w takim przypadku
warto podciągnąć GND płytki kolejnym koralikiem w stronę tego potencjału
ESD, aby w miarę jak powietrze się jonizuje jednocześnie zmniejszało się
natężenie pola co zapobiegnie przeskokowi na elementy - głowa boli - nie mam
pojęcia co lepsze. Nie tylko ESD biorę pod uwagę. Oddzielenie całego kabla
(włącznie z linią gnd) od płytki koralikami zmniejsza emisję wywołaną przez
generator kwarcowy pracujący na płytce (to urządzenie z 2004 miało 12MHz i
na 84MHz emisja była bliska limitu - nie mam pojęcia, czy obecny generator
(akurat też 12MHz, ale scalak inny) nie jest przypadkiem silniejszy - dobrze
byłoby zablokować temu sygnałowi dostęp do kabla=anteny. Więc dla
ograniczenia emisji warto między gnd płytki a gnd kabla wstawić koralik, ale
jaki. Sygnał USB nie jest całkiem symetryczny - występują impulsy
common-mode. Zarówno ten koralik je tłumi jak i dławik CM na liniach
sygnałowych. Im silniejsze tłumienie tym lepiej dla EMC, a gorzej dla
sygnału - więc nie tylko decyzja czy wstawić ale jeszcze jaki (zarówno
koralik jak i dławik CM).
To chyba pokazuje, dlaczego uważam, że każda sytuacja inna i nie da się
prosto odpowiedzieć - łączysz/nie łączysz. Jakbym miał elementy dalej od
brzegu płytki myślałbym inaczej. Jakbym od płytki do szpar obudowy miał na
tyle daleko, że ESD do płytki nie grozi myślałbym inaczej. Jakbym na płytce
nie miał generatora 12MHz myślałbym inaczej (polubiłem synchronizowanie
procesorów Xmega generatorem 32768 Hz bo przestałem się martwić emisją z
generatora (wewnętrzny generator mniej sieje bo obwody mniejsze)). Jakbym
miał metalową obudowę myślałbym inaczej. Jakbym miał izolację i zasilanie z
drugiej strony myślałbym inaczej. Jakbym miał izolację i zasilanie z tej
samej strony izolowaną DCDC myślałbym inaczej (DCDC sieje common mode). Itd.

W listopadzie coś zdecydowałem, bo już musiałem w końcu tę płytkę wypuścić
(początkowo urządzenie miało we wrześniu już być gotowe), ale w życiu nie
mogę powiedzieć, że wiem, że tak to w tym konkretnym przypadku powinno być.
Sorry, ale nie udostępnię tak ot wyników mojego bólu głowy przez kilka
miesięcy.
P.G.
P.S.
Nadzwyczajny zbieg okoliczności. W trakcie pisania tej odpowiedzi musiałem
się oderwać bo płytkarnia ma wątpliwości do tej płytki. Uznali moje
piorunochrony za być może obrys płytki i chcieli mi je obciąć :).