作者 主题:5uH LISN,用于频谱分析仪的EMC / EMI工作 (Read 54692 times)

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5uH LISN,用于频谱分析仪的EMC / EMI工作
« on: 2014年3月10日,下午4:33:25»
嗨,大家好,我最近购买了Rigol DSA815-TG,主要用于EMI调试/监听。一世'我们已经购买并制造了一些近场探头和电流钳,并一直忙于将同轴电缆连接器压接到RG174 / LMR100上,并且通常将射频物放在一起。

因此,清单上的下一个是LISN,用于检查来自直流电源输入的传导噪声问题。看到了Tekbox单元,由于它是名义上开放的硬件,具有原理图/边框和可用的布局,我认为与购买现成的组件相比,建造一个更便宜(更具指导性)。

第一步是从tekbox bom(主要是digikey的东西)验证组件的可用性,然后进行PCB布局,因为我更喜欢拥有自己的数据库,而不喜欢其他人。创建了一些覆盖区,然后将板布局合理地忠于原始布局。我使用了Gerber查看器来测量一些关键尺寸(特别是电感器间距),然后将其复制到我的pcb cad文件中。

为了获得网表,我(从头开始)将原理图输入到Orcad中,在这里's a screen capture,

基本上等同于tekbox原理图(可以在以下位置找到 www.tekbox.net):



一旦有了网表,就可以将其导入pcb cad程序并验证所有封装和连接性。几个小时后,在这里'我放在一起的PCB布局的屏幕截图:



大约一周前,该布局已发送到PCB晶圆厂,因此下周我应该收到板子。简单的2层板,阻焊层/丝网印刷等。订购20块板,因为与设置/运输相比,它们的个人成本有些微。以后再说。我从Digikey订购了组件&Mouser和它们中的大多数都很便宜,所以我手中有20套零件。我唯一做过的部分'数量不多的是包装盒,bnc连接器,GDT等。我经常(太频繁)从Digikey订购,因此以后再订购更多这些零件就不是问题了。

带着一个盒子,我决定继续前进(因为电路板是在制造厂中,尺寸是用石头铸造的),并开始钻一些孔-首先是PCB和BNC。

所以在这里'如果盒子上有几个孔,则小型钻床可简化寿命,而阶梯钻则可在较大的BNC孔上完成整齐的工作。框旁边是布局的1:1打印,可以更轻松地查看和验证安装位置和孔的位置。



为了验证空气绕线电感器是否为原始示意图中要求的值,我将测试电感器和一些废线绕到了电感器上,然后用我的DE-5000进行了检查,并确保有足够的电感在1uH范围内。一世'米仍在等待新的标称直径为1.4mm(16awg)的漆包线到达-应该在星期一开通。因此,我在微型车床上打开了一个17mm的线圈架,准备缠绕实际的电感器。

这里's的前一张照片是用一些废旧的delrin加工而成,上面缠绕有电感器:



这是由我从功率电感器回收的废金属丝(实际上是16 awg)缠绕而成的。我不得不拉直电线,这样看起来还是有点粗糙。当我得到线轴上的新导线时,结果应该更好。

根据电感的物理尺寸,我将参数输入到在线计算器中:

http://wcalc.sourceforge.net/cgi-bin/air_coil.cgi

线圈架的直径为17mm,因此有效线圈直径(导线厚度的1/2)为(17mm + 0.7mm x 2)= 18.4mm。线圈测量的长度约为12.4mm。线径为1.4mm,7.5匝。计算得出的频率无关电感约为1.02uH



这是电感的DE-5000读数。当然足够接近。我确实插入了鳄鱼夹适配器来校准DE-5000。



等待PCB的一些零件的图片's to turn up:



那's where I'米到这一点。希望在本周晚些时候我'll have the PCB'可以将我的装置组装起来。一世'随着构建的进行,我会发布更多的图片。

*那么其他19个板子呢?我想如果这个论坛上的某些人想购买套件,我可以购买其余的组件并将它们作为套件发货。一世'包括PCB,所有需要焊接到板上的组件,香蕉插孔和BNC以及您所用的电线'我需要绕过去。我赢了'包括盒子。印刷电路板/组件的成本(每套可能30美元)'kit')+邮件/包装(具体取决于美国/国际)。

大多数分立元件都是SMD,因此您需要舒适地焊接这些零件-尽管在该板上它们相当大(0805是最小的零件)...总之,首先让我获得PCB'并建立一个单位。

干杯,
乔治。
 

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« 在以下方面回复#1: 2014年3月10日,下午6:21:00»
整洁的! 我期待着您项目的更新。 我希望在几个月后需要一个LISN来完成另一个项目。

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« 在以下方面回复#2: 2014年3月10日,下午7:08:41»
新的16克漆包线今天早上出现了。



我对原模型进行了修改,在侧面钻了一个孔以固定导线的一端,还为导线锥度做了一些沟槽(热焊接头)。使线圈的绕制变得非常容易。

在线圈架上绕线:



完成4个线圈,只需要PCB's to turn up:



干杯,
乔治。
 

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« 在以下方面回复#3: 2014年3月10日,晚上08:11:07»
看到了Tekbox单元,由于它是名义上开放的硬件,具有原理图/边框和可用的布局,我认为与购买现成的组件相比,建造一个更便宜(更具指导性)。

正如我在博客线程中指出的那样,Tekbox设计和Dave使用它的方式是垃圾。我希望有人能发表评论,但我想我们还没有'没有任何东西在这里,否则他们就做不到't be bothered.
 

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« 在以下方面回复#4: 2014年3月10日,晚上08:32:42»
随意解释单元的问题所在。它应与接地板一起使用,并按照其手册进行拧紧/螺栓连接。设备上的接地柱是接地点。戴夫'的视频当然是逐步执行完整的设置过程,以简化演示中的任务。

希望您能教育我们为什么会赢'按照tekbox手册中的说明进行直流电源传导发射。一世'm不打算使用该装置以确保准确性,它'在我的案例中,它用于识别传导辐射(频率/谐波等),然后使用该信息解决设计和/或前端滤波器电路中的问题。

干杯,
乔治。
 

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« 在以下问题上回复#5: 2014年3月10日,晚上08:51:30»
希望您能教育我们为什么会赢'按照tekbox手册中的说明进行直流电源传导发射。一世'm不打算使用该装置以确保准确性,它'在我的案例中,它用于识别传导辐射(频率/谐波等),然后使用该信息解决设计和/或前端滤波器电路中的问题。

我已经做过,但我会再说一遍
引用
如邮件袋中所述,无论如何它还是被弄乱了。你可以'用单通道LISN正确测量电源对上的任何东西。如果您在该LISN的UUT侧插入电容器,则会使大部分测量值短路,而这种电容器对共模信号完全没有影响。

那 LISN is crap being manufactured and documented to support the way Dave used it.

你绝对不't将设备接地线连接到接地层。单通道LISN仅对具有单线的测试设备有用。
 

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« 在以下方面回复#6: 2014年3月10日,晚上08:56:37»
好像有点'excited'... Anyhow, I'd很高兴阅读一些有关如何设计和使用它的解释-我有什么好的链接可以继续阅读?

干杯,
乔治。
 

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« 在以下方面回复#7: 2014年3月10日,晚上10:48:53»
简单的补救方法:补二! 幸运的是,您拥有哪些董事会 ;)

当然要记住'适用于汽车作业或其他任何用途,而交流线路坡度单元需要150uH。

我做了其中之一。  It'尚未经过测试,但评估电感器似乎表明它已获胜't be grossly (like >10dB) out of whack.



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« 在以下方面回复#8: 2014年3月10日,晚上10:51:42»
鲁弗斯:恩,我'我在网上做了一些阅读和搜索,'我们发现了一些与tekbox LISN具有相同基本拓扑的5uH方案的描述。它们确实用于测量车辆类型应用中的传导EMI,这正是我所需要的(直流电源/为DUT供电的电池,在我的情况下是LED驱动器)。

因此,就我的使用而言,tekbox设计当然似乎适用,但并不适用'garbage'.

干杯,
乔治。
 

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« 在以下问题上回复#9: 2014年3月10日,晚上11:18:04»
我也做了一个,因为在法国订购太贵了。我用车床制作了电感器,非常容易且完美,铜弹簧!一世'我们检查了我的电路板,并通过更好的滤波器设计改进了电源。但是我'm not an expert...
 

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« 在以下问题上回复#10: 2014年3月13日,上午01:10:36»
空白板今天从PCB房到达:



不幸的是,今天也有一些搁架到达了,重新整理我称之为工作台的烂摊子是优先事项。所以'在我开始组装我的LISN之前是明天。然后会有更多照片。

干杯,
乔治。
 

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« 在以下方面回复#11: 2014年3月13日,上午01:16:39»
鲁弗斯:恩,我'我在网上做了一些阅读和搜索,'我们发现了一些与tekbox LISN具有相同基本拓扑的5uH方案的描述。它们确实用于测量车辆类型应用中的传导EMI,这正是我所需要的(直流电源/为DUT供电的电池,在我的情况下是LED驱动器)。
因此,就我的使用而言,tekbox设计当然似乎适用,但并不适用'garbage'.

据我了解,这是正确的。我可能没有在视频中提到很多测试场景,而Tekbox仅适合其中的一部分。
 

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« 在以下问题上回复#12: 2014年3月13日,上午02:08:25»
你好,
我将分享5uH LISN的实现。我使用了精心选择的SMD电感器,而不是传统的缠绕空心电感器的方法。电感为Wurth 744314110。

我还在设计中结合了10dB衰减器,限制器和9kHz高通滤波器的组合。衰减器/滤波器用于保护频谱分析仪不受损坏。

选择建造方式以使LISN性能非常可预测。


原理图
这是示意图:



衰减器/限幅器/滤波器设计

LTspice模型:



建模结果:



电路板设计



建造
该评估板旨在替换Hammond 1590压铸盒的盖子。



测验
HP 3753C网络分析仪的此图显示了从负载连接到频谱分析仪连接的衰减。在2MHz至100MHz范围内,它保持在0.5dB之内。



该史密斯圆图显示了负载连接的输入阻抗。 2.6MHz后,输入阻抗非常接近50欧姆。这符合CISPR 25 LISN的要求。



已将该LISN的性能与商用LISN进行了比较,并发现非常吻合。


Jay_Diddy_B
« 上次修改时间:2014年3月13日,上午2:26:30,Jay_Diddy_B »
 
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« 在以下问题上回复#13: 2014年3月13日,上午02:57:39»
我想大概唯一能做的更好的事情是交错排列的电感器值,或者某些电感器节点上的一些C或R + C(抽头)。 到底有多少(无论哪种情况!)都取决于。

无论哪种方式'相当平坦,应该是!

提姆
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« 在以下问题上回复#14: 2014年3月13日,上午08:37:18»
这是我根据Tekbox原理图制作的lisn。可能不是很完美,但可以帮助我改善板上的开关电源。
« 最后编辑:2014年3月13日,上午08:40:42 by Lunasix »
 

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« 在以下问题上回复#15: 2014年3月13日,09:07:11 pm»
完成了我工作台的初始整理:



然后将一些零件焊接到新板上:



和后面



我希望香蕉起重器打开,星期六,星期一最坏的情况,然后再钻洞  整理东西。另外,我之前忘记订购的几个组件也会出现。

这里'将试用装放入盒子



和BNC(带有防松螺母只是为了使其结构更合理)



I'我必须去除我缠绕的4个线圈末端的搪瓷涂层,并将它们也焊接在适当的位置。

几天后会有更多更新。一世've还订购了足够的零件,以便为有PM的人提供10个零件,请给我发电子邮件,有兴趣购买一两个零件。

干杯,
乔治。
 

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« 在以下回复#16: 2014年3月15日,晚上10:14:58»
剩下的零件很少,我完成了组装电路板的工作。钻香蕉插孔的孔并将完成的板安装到盒子中:



第一个测试是使用LED驱动器(DUT)来测量传导回电源的传导噪声。只是一个粗略的测试,以了解事物的工作方式:



因此,在DUT直接连接到LISN的情况下,我扫描并存储了黄色迹线。高达300MHz左右的大量传导噪声。然后,我进行了内联(可以看到红色/黑色鳄鱼夹和蓝色/黄色电线)的内联电缆,它的结构简单,就像圣诞树的内胆一样粗糙。紫色扫描显示在安装了pi滤波器的情况下的噪声水平。使用DSA设置,本底噪声为-68dbm。



对即时的满足感非常满意。有更多时间来学习/教育自己使用这些功能,但是对于快速检查和评估问题以及可能的解决方案而言,这似乎是一个很小的补充。

我手上有零件(盒子里的所有零件除外)。每套工具30美元+邮费(根据美国或国际运费)将支付费用。一世'll提供原理图&格柏人(包括Orcad& PADS datafiles, I'会把它们放在网上)。

干杯,
乔治。
 

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« 在以下回复#17: 2014年3月15日,晚上10:29:46»
你好,

看上去不错。

RBW设置为10kHz时,从150kHz扫描到5MHz会很有趣。您应该能够看到开关频率及其谐波。


我建议在频谱分析仪上使用10dB衰减器来保护输入。这比修理分析仪要容易得多。我们为您设置了前置放大器增益的HP SA。当我使用外部衰减器时,我将SA前置放大器增益设置为-10dB,以便针对外部衰减器校正屏幕上的显示。

您还可以在频谱分析仪中使用跟踪生成器来检查LISN的性能。将跟踪发生器馈入LISN的负载侧,并将BNC连接器馈入SA输入。

问候,

Jay_Diddy_B
 

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« 在以下方面回复#18: 2014年3月15日,晚上10:42:55»
嗨,周杰伦,
 是的,我有一个10db衰减器"bag of tricks"-但感谢您提醒我使用它 :)

性能应与texbox数据匹配(因为它's a "clone"),但我确实打算玩更多游戏并将其扫下,等等。

我会花很多时间做更多的测试(珍贵的商品!)。

I've决定安装这些组件的最简单方法-在将组件粘贴在原理图打印输出上之后,只需焊接R 's & C'并提供半成品套件。快速地将一些焊膏放下并回流,而不是将其粘贴在一张纸上,这样就减少了人们遗失零件或混淆C的可能性's ....人们将需要焊接mov,gdt并缠绕自己的空气线圈电感器等。

干杯,
乔治。
 

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« 在以下问题上回复#19: 2014年3月17日,上午03:22:02»
有一点时间来扫描LISN。第一步是使信号通过同轴电缆并到达LISN DUT连接器。显然,信号完整性是进行良好扫描的关键,因此我最终剥去了同轴电缆的末端和足够的接地编织层以接触外壳(裸金属),并剥去中心导体以接触香蕉插孔引脚。

我使用与输入电缆的BNC中心引脚相同的同轴电缆对TG进行了归一化。显然,理想的情况是将同轴电缆BNC直接焊接到PCB上。照原样,TG信号正在通过香蕉插孔和焊接到PCB的导线传播。扫描时阻抗不是最大匹配。

尽管如此,在180MHz的频率下扫描还是不错的。如果我可以打扰我'我将看到有关将同轴连接器焊接到PCB上以更好地扫描LISN特性的信息,尽管在100MHz的频率下它似乎都表现出色'spec'如果可以使用2db,甚至可以超过180MHz'ripple'(其中一些可能只是同轴电缆/香蕉插孔连接的产物。



干杯,
乔治。
 

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« 回复#20: 2014年3月17日,下午04:26:29»
因此,我将同轴电缆直接焊接到PCB(没有BNC),仅直接焊接到LISN DUT输入和内部BNC接地。



这样做当然可以改善测量的信号完整性,并且LISN的测量性能要比以前的扫描好得多。

这里'完整的1.5GHz扫描以查看其行为:



然后扫描到500MHz。



扫描高达200MHz:



最后是低频率(高达5MHz)性能:



因此,从大约2.5MHz到200Mhz,它平坦地保持在大约+/- 0.25db之内。我认为这是相当不错的性能,现在将继续实际使用该单元用于其预期的应用程序。

干杯,
乔治。
 

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« 在以下回复#21: 2014年3月17日,下午06:35:27»
愿意在300MHz左右下注垃圾是由于线圈(螺旋波导模式)和电路板的寄生谐振。 保持从DUT连接器到BNC的50欧姆特性阻抗会有所帮助(当然,公平地说,DUT端也需要干净的50欧姆终端)。 分级的扼流圈尺寸,而不是堆叠的相等尺寸,可能会有所帮助。 (真正的宽带偏置三通使用铁氧体磁芯锥形电感!)

只为S&G,不是很有用……我想知道,您是否有任何铁氧体棒或适合线圈内部的形状? 添加到电源端的一块可能会吸收一些回弹的低频能量。 但是,放置在DUT端可能会衰减太多。

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« 在以下回复#22: 2014年3月17日,下午06:47:41»
tekbox设计旨在达到100MHz,因此性能为'good enough'到200MHz为止似乎一直很平坦。我的应用程序是确保DC:DC LED驱动器'quiet'通过FM波段,这将解决该问题。甚至到475MHz也仅偏离1db-我'm happy enough.

It'(对我而言)的主要用途是评估驱动程序的输入功率滤波,并且本机似乎很容易满足该要求。

如果您想尝试-随时购买套件  :-DD,但感谢您的建议。当我有空闲时间时,我可能会玩更多,但是此时我需要使用它。

干杯,
乔治。
 

离线 电磁兼容

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« 在以下回复#23: 2014年4月6日,上午09:19:17»
你好,

我从事汽车EMC已有一段时间。我也有DSA815,正在考虑制作一些5uH V网络或LISN。   These look good.   几点评论:

>空芯电感绝对是最好的
>外壳应压铸,但会影响空心电感
>CISPR 16中也指定了相位
> impedance &必须通过VNWA验证阶段,包括住房影响(请参阅DG8SAQ //www.sdr-kits.net/)
> impedance &在PS侧短路的情况下,在DUT侧完成了相位验证
>网络变得更多&50欧姆越高,越有用;您开始对辐射性能充满信心
>只需要一个输入和一个输出;其他都连接到压铸外壳
>它们必须成对使用,一个用于正极,一个用于负极。最好粘合到小型地面上
>一次只连接到DSA815;另一个必须在RX输出上用50欧姆端接
>电源输入两端需要1uF(用于瞬态抗扰度测试的选项可以切换)
>MOV需要切换以进行瞬态抗扰度测试
(被测噪声会在规定的电感电抗上产生电压; 1uF的阻抗低,对于获得良好的结果至关重要/至关重要)
>最好用电池(R整型 通常为0.01欧姆),以确保PS(R时输入端的阻抗较低整型通常在测试之间并联0.10欧姆)进行充电

当成对使用时,测试设置可模拟预期的环境。即连接到DUT的电源线。   如果阳性结果高于阴性结果,则采用差分抑制,将其接地。   如果阳性和阴性结果相同,则共模抑制。   如果负结果高于正结果,则DUT接地方案错误。   这都是非常一般和典型的。   结果将有两种类型'character';宽带和窄带。   准峰值(9kHz BW)的宽带测量<30MHz & 120kHz BW > 30MHz); 'brush on rotor' type noise.   用平均检波器测量窄带; XTAL和谐波。

dBuV的典型限值:
LW 0.15至0.30 MHz QP 77 AV 70
MW 0.53至1.8 MHz QP 57 AV 50
SW 5.9至6.2 MHZ QP 52 AV 45
FM 76至108 MHZ QP 37 AV 30

史蒂夫
« 上次修改时间:2014年4月10日,EMC下午11:32:38 »
 

离线 迪贾多

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« 在以下回复#24: 2014年8月2日,上午04:25:50»
我已经制造了一些PCb,如果有人希望将smt的东西全部放到机器上,剩下的还剩下很多,而您要做的就是放 电感器和输入放出线...

我需要一个并将其放在现在正在制作的面板上 有很多...我会放一些图像 这样就可以查看响应

如果有人热衷
 


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