Sto lavorando a un dispositivo che è in fase di test per superare le emissioni FCC parte B (CSRR 22) . Ad un angolo e polarizzazione (verticale) il dispositivo si guasta in quanto ha emissioni nell'intervallo 100-200 MHz che infrangono la soglia.

Il risultato del test mostra due picchi caratteristici a 145 Mhz e 128 Mhz . Una fonte di rumore di banda più ampia sta suonando. Il suono ha più componenti armoniche.

Problema

Il PCB ha 2 alimentatori switching (SMPS) Questi sono i chip della serie Semtec TS30011 / 12/13. ( SCHEDA ) più attentamente, c'è un ronzio sulla potenza (prima della fase induttore) SMPS 1 presenta un anello a 145MHz mentre SMPS2 ha un anello a 128MHz. Vale la pena notare che hanno carichi diversi su di essi. I loro schemi sono identici, il loro layout è diverso ma l'80% è lo stesso.

1. Quali opzioni di layout devo ridurre il rumore EMI?
2. Sono impegnato a regolare lo spessore della traccia che va nell'induttore per ridurre la capacità parassita

Nota che c'è un getto GND che non si vede nel layout che lega abbastanza bene tutti i tappi

Sono in perdita su come regolare i componenti del filtro per ridurre il suono.

Risultati del test (3M, Pol. Verticale)

Schemi e layout di 1

Ciò può essere risolto posizionando un nucleo di ferrite sul cavo di alimentazione che va nel dispositivo, tuttavia questa è una soluzione non ottimale per vari motivi estetici e di costo.

Misure pre-induttore

Layout di entrambi SMPS uno accanto all'altro

Il riferimento all run a GND che è nascosto, il livello di potenza sottostante fornisce Vin a 5-12 V, ciascuno dei quali è fisso sull'uscita 3V3

La commutazione dei nodi è molto breve, il che è positivo. Ma non capisco gli stub sulle tracce per l'induttore, dovresti eliminarli insieme ai due via GND aggiuntivi. Questo non è molto utile

Anche se ci fosse uno strato GND, non farei passare i piani arancioni sotto gli induttori. Fai lo stesso per L1 come per L2, niente sotto l'induttore. Si eviterebbe qualsiasi accoppiamento.

Penso davvero che i condensatori di uscita siano troppo alti. Semtech raccomanda un tipico 44µF e sei a 200µF. Prova a rimuovere il condensatore da 150µF.

Cerca anche di aumentare i viali GND di C11, C62 e C10, C42, con almeno 2 via GND ciascuno, perché se hai una corrente di 3A, passerà attraverso solo due via GND ma 6 via di potenza. Lo stesso vale per il cappuccio di disaccoppiamento C4, prova almeno 2 via GND.

Modifica: non capisco davvero l'uso di un tallone di ferrite e di uno snubber alla fine di un SMPS. Gli FB sono più utilizzati per impedire a una power rail di far rientrare il rumore nella power rail principale, ad esempio con la power rail PLL. Ma la tensione dopo un induttore principale dovrebbe rientrare nella tolleranza al rumore, in particolare per una guida da 3,3 V.

Potresti avere uno squillo a causa di un uso improprio di FB, guarda la frequenza di risonanza LC su questo documento di Analog Devices: http://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/ferrite-beads-demystified.html

Il design ha il classico suono sul bordo di commutazione. La causa tipica dello squillo è nelle induttanze parassite nei transistor di commutazione, che formano circuiti di serbatoi parassiti insieme ad altri parassiti. Lo squillo è causato da bordi di commutazione troppo veloci. C'è una bella nota applicativa 045 di Richtek che ha diversi suggerimenti su come ridurre o eliminare il problema.

Come posso anche vedere, gli schemi di riferimento del produttore (e le schede di test) includono un diodo "catch" (Schottky), che manca al progetto. I parassiti dei diodi potrebbero aiutare a stabilizzare / smorzare lo squillo sul lato dell'interruttore [anche se il diodo è opzionale per il convertitore sincrono].

CHIARIMENTO: Il progetto di riferimento del produttore SEMTECH utilizza PMED4030ER "opzionale", 115 diodi nella loro scheda test / demo, che ha 250 pF di capacità parassita a 1 V. L'appnote 045 di Richtek sugli sneaker RC è arrivato a RC nell'ordine di 330pF / 9 Ohm per sopprimere lo squillo. Quindi è abbastanza probabile che il diodo possa migliorare sia l'efficienza dello switcher sia ridurre lo squillo.