PB de non conformité EMC

[Patrick_91]

bonjour,

@Gwinver

Il est sain de vouloir se passer de filtre, mais cela représente un retard pour le projet, il peut donc être bon d'en utiliser un pour passer les qualifications, quitte, ensuite à arriver à s'en passer.

Oui, enfin, le but est de mettre sur le marché un produit conforme aussi !! ..
Si cette raie à 800 MHz, hors norme , provient du module, ce doit etre mesurable sur la sortie de celui ci, dans ce cas le module n'est pas utilisable !! c'est étonnant ! (oui il faudrait un filtre réjecteur).
Pour le setting de l'analyseur, c'est surtout le savoir faire de l'opérateur. (et les capacités de l’instrument de mesure bien sur) Ce que je proposais était seulement de valider l'utilisation du filtre présélecteur s'il est disponible (il semble l'être ?)cela ne changerai rien aux mesures .
A plus
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[C2H5OH]

Bonjour à tous,

Pour connaître l'origine de cette raie à 800 MHZ, il faudrait savoir si c'est une auto-oscillation ou une raie liée à l'horloge du module. Si c'est une auto-oscillation, le fait de promener les doigts sur le module va faire bouger la fréquence.
Si c'est une résonance du module ou de son environnement, sur une raie liées à l'horloge, le fait de toucher différents points du module va faire varier considérablement son amplitude!

[f6bes]

Remoi, Comme je n'ai pas tout visionné...il y a t il eu une piéce jointe indiquant
le schéma et le désign ?
Effectivement c'est mieux de ne pas avoir à " éliminer" qq chose. autant que le qq chose
soit..inexistant. C'est plus simple....mais faut peut etre revoir la...conception.
bonne journée

[Patrick_91]

Hello,

Oui mais refaire le design est couteux il vaut mieux n'avoir a faire cela qu'en cas d'absolue nécessité. Pour le moment ile faut lever le doute sur le module concerné comme l'indique @C2H5OH et j'ai déja ajouté faire cela avec un analyseur de spectre sur table.
Les allées venues entre la société qui fait les mesures et le labo sont incompatibles en terme de délai pour débugger le probleme.
A plus

[davidif]

Bonjour,

Alors, j'aurai tendance à mettre en cause le module mais pas seulement, ... mon design viendrait amplifier le problème car mes derniers tests (effectué par Emitech):

J'ai réussi à inhiber le fonctionnement du module par soft sur ma carte, le reste des fonctionnalités restant fonctionnel (I/O microcontroleur, Ethernet, ....) j'ai pu constater l'élimination total du 812Mhz avec l'antenne de présente mon électronique isolé du reste du système global.

De plus, en prenant une antenne référencer dans ces mêmes docs je diminue de -3db (reste -3db de plus pour passer en dessous) reste à savoir quel critères seraient à améliorer pour choisir l'antenne qui pourrait apporter une améliorer conséquente.

Au vue des documents de certification du module, je dois donc avoir une mauvaise impédance de masse commune et dois œuvrer de ce côté là.

Evidemment j'ai pensé prendre un filtre, notamment ceux conseillés dans cette discutions (poste 61) dont j'ai bien pris note ou bien en fabriqué un ... mais je préférai avant ça essayer de diminuer mon problème et au final si ce n'ai pas concluant en utilisé un, je vais d'ailleurs en acheter quelques un pour palier à cette éventualité lors des prochains tests.

Merci de votre attention

[Patrick_91]

Hello,

Ah OK , vous étiez sur place c'ets un gros point.

J'ai réussi à inhiber le fonctionnement du module par soft sur ma carte, le reste des fonctionnalités restant fonctionnel (I/O microcontroleur, Ethernet, ....) j'ai pu constater l'élimination total du 812Mhz avec l'antenne de présente mon électronique isolé du reste du système global.

Ceci prouve seulement que le module doit être en émission pour que la raie apparaisse , avez vous le graphe donnant l'amplitude des raies utiles reçues ? (a 2,4 GHz ?). Si vous passez l'autre bout de la bande WiFi , la fréquence su signal parasite reste t elle a 812 MHz ?
Si vous en avez l'occasion, sur place lors de futurs tests , demandez a l'opérateur d'enclencher le filtre préselecteur de l'analyseur pour voir , observez la variation de niveau de la raie a 812 MHz.
Autre manip pour voir, augmentez l’atténuation du signal reçu par l'analyseur de 10 dB ... qu'advient il de la baisse de niveau de la raie a 812 MHz (combien de dB en moins ? ).
A plus

[Gwinver]

Bonjour.

Bon, ça avance.

De plus, en prenant une antenne référencer dans ces mêmes docs je diminue de -3db (reste -3db de plus pour passer en dessous)

On est ici dans le domaine de la CEM, il faut avoir de la marge par rapport à la limite car ces phénomènes sont très variables en amplitude, je dirai disposer d'un bon 10 dB de marge sur le proto.

Le gain de 3 dB peut avoir plusieurs origines avec une antenne:

un diagramme de rayonnement différent, donc un gain max plus faible, mais une émission plus omnidirectionnelle
un return loss plus fort à 812 MHz (l'un va en fait avec l'autre), le return loss peut entraîner d'autres pb.

[davidif]

Hello,

Ah OK , vous étiez sur place c'ets un gros point.

Ceci prouve seulement que le module doit être en émission pour que la raie apparaisse , avez vous le graphe donnant l'amplitude des raies utiles reçues ? (a 2,4 GHz ?). Si vous passez l'autre bout de la bande WiFi , la fréquence su signal parasite reste t elle a 812 MHz ?

Oui donc c'est bien le module qui génère une modulation à 812Mhz, on le voit aussi dans les certifs seulement il passe car pas autant amplifié par mes problème de masse certainement.
Cette courbe plus ancienne d'essai EMITECH va plus loin que 1G pour voir le 2,4Ghz mais le problème est que l'époque il y avait un autre module bluetooth ajouté inopinément par mon client, donc je sais pas trop ce que ça vaut


Bien qu'au delà d'1Ghz c'est pas pris en compte dans les certifs

Si vous en avez l'occasion, sur place lors de futurs tests , demandez a l'opérateur d'enclencher le filtre préselecteur de l'analyseur pour voir , observez la variation de niveau de la raie a 812 MHz.
Autre manip pour voir, augmentez l’atténuation du signal reçu par l'analyseur de 10 dB ... qu'advient il de la baisse de niveau de la raie a 812 MHz (combien de dB en moins ? ).
A plus

Oui j'en prend note, Merci Patrick

[davidif]

Bonjour.

Bon, ça avance.



On est ici dans le domaine de la CEM, il faut avoir de la marge par rapport à la limite car ces phénomènes sont très variables en amplitude, je dirai disposer d'un bon 10 dB de marge sur le proto.

Le gain de 3 dB peut avoir plusieurs origines avec une antenne:

un diagramme de rayonnement différent, donc un gain max plus faible, mais une émission plus omnidirectionnelle
un return loss plus fort à 812 MHz (l'un va en fait avec l'autre), le return loss peut entraîner d'autres pb.

OK merci Gwinver, Domage car j'aurai aimé comparer avec l'antenne mise de série que mon usine a pris la liberté de ce fournir ailleurs que recommandé, d'ou je n'arrive pour le moment pas à me procurer les docs pour comparé aux microchip.

[annjy]

............
Les allées venues entre la société qui fait les mesures et le labo sont incompatibles en terme de délai pour débugger le probleme.
...........

Bsr,

chaque fois que j'ai eu à réaliser ce genre de tests, j'étais présent dans la société où ils sont faits, et des mesures correctives pouvaient être déterminées rapidement sur place, en profitant de l'expérience et des conseils de ceux qui mènent les tests...

c'est le chemin le plus court.

cdlt,
JY

[davidif]

Bsr,

chaque fois que j'ai eu à réaliser ce genre de tests, j'étais présent dans la société où ils sont faits, et des mesures correctives pouvaient être déterminées rapidement sur place, en profitant de l'expérience et des conseils de ceux qui mènent les tests...

c'est le chemin le plus court.

cdlt,
JY

Je suis entièrement d'accord, seulement lors de l'étude, j'ai proposé de faire les certifications, mais le client surement par économie à souhaitez les prendre en charge, également pour les visites en labo.

Je n'ai que le technicien en tests qui m'appel en cours des tests ou rapport en fin de tests d'ou la difficulté d'avoir un aperçu globale et donc des mesures correctifs adéquat, mais pour les prochains tests j'ai recommandé vivement d'être présent.

[annjy]

Je suis entièrement d'accord, seulement lors de l'étude, j'ai proposé de faire les certifications, mais le client surement par économie à souhaitez les prendre en charge, également pour les visites en labo.

Je n'ai que le technicien en tests qui m'appel en cours des tests ou rapport en fin de tests d'ou la difficulté d'avoir un aperçu globale et donc des mesures correctifs adéquat, mais pour les prochains tests j'ai recommandé vivement d'être présent.

Le client ne fait pas d'économies dans ce cas.
Je donne cet avis après 35 ans d'électronique professionnelle, principalement dans le domaine militaire, mais aussi en avionique civile.....
et là, on ne cherche que l'efficacité. Pas les économies de bouts de chandelle.

cdlt,
JY

PS : sur place, on peut faire des modifs de câblage, rajouter du scotch cuivre à certains endroits,.... et voir si ça améliore ou pas en temps réel

[Patrick_91]

Oui, vu le graphe avec la raie a 4,8 GHz et le signal a 2,4 GHz , de quel pré-ampli parlez vous ? celui du banc de test ou bien fourni par vos soins ? c'est ce pré-ampli que génère la bande de bruit de fond qui augmente avec la Fréquence ??
Si un pré-ampli sature sur le banc de test toutes les mesures deviennent suspectes et des réponses parasites importantes peuvent ne pas être réelles ! Ou est situé ce pré-ampli dans la manip ?
A plus

[davidif]

Oui, vu le graphe avec la raie a 4,8 GHz et le signal a 2,4 GHz , de quel pré-ampli parlez vous ? celui du banc de test ou bien fourni par vos soins ? c'est ce pré-ampli que génère la bande de bruit de fond qui augmente avec la Fréquence ??
Si un pré-ampli sature sur le banc de test toutes les mesures deviennent suspectes et des réponses parasites importantes peuvent ne pas être réelles ! Ou est situé ce pré-ampli dans la manip ?
A plus

Alors en fait, les commentaires sous le graph sont ceux du technicien Emitech qui à fait les tests alors que j'étais malheureusement absent, donc l'ampli dont il parle est un moyen de tests qu'il utilisent dont je n'ai pas les détails.

Par ailleurs, je vais donc faire mes correctifs de design décrit sur un précédent poste(83) en espérant corriger le problème, si celui-ci persiste j'ai trouvé une parade, un filtre intéressante :
https://cdn.taoglas.com/datasheets/BPF.24.01.pdf

Merci

[Vincent PETIT]

Pour commencer, j'ai 5 paires de câbles câblés sur ma carte que je vais torsader
Puis cribler mon plan de masse de via sous mon module
retirer les chanfrein des trou de fixation
voir à mettre des via sur les pastilles de trou de fixation
Mettre des rondelles plates ( l'usine qui câble n'aurait pas mis les rondelles du tout)

En effet, pas de chanfrein sur les colonnettes faut que se soit plat pour bien reposer sur la pastille côté bottom. Une rondelle plate entre la vis et la pastille côté top, elle est importante ; dans mon dernier post je parlais du phénomène de relaxation après un serrage et la rondelle va permettre en quelque sorte de rendre l'ensemble mécaniquement plus resistant au desserrage (sans compter qu'elle protégera la surface de contact lors du serrage de la vis)

Oui, il faudra mitrailler de via le plan de masse local sous le module RF, et même encore mieux ; prolonger ce plan de masse jusqu'à une vis/colonnette (maillage des masses)

Les vias dans la pastille, ok mais c'est pour des cas critiques comme avec un plan de masse en couche interne. Un plan de masse en couche interne a des inconvénients car l'impédance est un peu plus forte entre le trou métallisé et la plan de masse car dans une couche interne il y a moins d'épaisseur de cuivre. Mais ça ne coûte rien de le faire.

Fait une ligne de garde tout le tour de ton PCB comme la photo d'une carte que j'ai faite (je ne sais plus dans quel message mais c'est dans cette discussion) son rôle est important. Il y a des capacités parasites entres toutes les pistes et le voisinage et les capacités parasites les moins contrôlables sont celles en bord de carte car les pistes vont se coupler, via cette capacité parasite, avec la masse la plus proche (une vis ? le carter ? le PCB à côté ? ....) En mettant une ligne de garde le tour de ton PCB il n'y a plus de piste en bord de carte tout simplement ! Une ligne de garde c'est une piste top et bottom mitraillée de via.

Enfin, je te conseille d'investir dans ce livre : https://www.amazon.fr/Guide-pratique.../dp/2100763636
Je viens d'en finir la lecture !

[davidif]

En effet, pas de chanfrein sur les colonnettes faut que se soit plat pour bien reposer sur la pastille côté bottom. Une rondelle plate entre la vis et la pastille côté top, elle est importante ; dans mon dernier post je parlais du phénomène de relaxation après un serrage et la rondelle va permettre en quelque sorte de rendre l'ensemble mécaniquement plus resistant au desserrage (sans compter qu'elle protégera la surface de contact lors du serrage de la vis)

Oui, il faudra mitrailler de via le plan de masse local sous le module RF, et même encore mieux ; prolonger ce plan de masse jusqu'à une vis/colonnette (maillage des masses)

Les vias dans la pastille, ok mais c'est pour des cas critiques comme avec un plan de masse en couche interne. Un plan de masse en couche interne a des inconvénients car l'impédance est un peu plus forte entre le trou métallisé et la plan de masse car dans une couche interne il y a moins d'épaisseur de cuivre. Mais ça ne coûte rien de le faire.

Fait une ligne de garde tout le tour de ton PCB comme la photo d'une carte que j'ai faite (je ne sais plus dans quel message mais c'est dans cette discussion) son rôle est important. Il y a des capacités parasites entres toutes les pistes et le voisinage et les capacités parasites les moins contrôlables sont celles en bord de carte car les pistes vont se coupler, via cette capacité parasite, avec la masse la plus proche (une vis ? le carter ? le PCB à côté ? ....) En mettant une ligne de garde le tour de ton PCB il n'y a plus de piste en bord de carte tout simplement ! Une ligne de garde c'est une piste top et bottom mitraillée de via.

Enfin, je te conseille d'investir dans ce livre : https://www.amazon.fr/Guide-pratique.../dp/2100763636
Je viens d'en finir la lecture !

Merci Vincent de tes conseils,

En fait, mon plan de masse principal et alimentation sont en interne, il est serait donc plus judicieux de mettre mon plan de masse en top du coup ?
Par contre, quand tu parle de ligne de garde ou anneau de garde il me semble, je pourrai difficilement le faire dans la mesure ou ça m'obligerai de bouger pas mal le design de mon circuit sur certains bords.

Tu dis qu'une ligne ce met en top et bottom ? mais dans la mesure ou ma masse est en interne, je met donc une ligne en top et bottom relié à la masse, mitraillé de via.
Mais toi tu met le plan de masse en top, dans ce cas ou mettrais tu les lignes de gardes ?

Merci

[Vincent PETIT]

Je vais répondre en 2 messages pour que les images puissent bien passer :

Avant tout !

Un plan de masse en couche interne a des inconvénients car l'impédance est un peu plus forte entre le trou métallisé et la plan de masse car dans une couche interne il y a moins d'épaisseur de cuivre

Je me suis trompé, on peut demander d'avoir moins de cuivre dans les couches internes mais par défaut tous les fournisseurs chez qui je viens de vérifier, mettent la même épaisseur de cuivre sur toutes les couches peu importe si elles sont externes ou internes.

il est serait donc plus judicieux de mettre mon plan de masse en top du coup ?

Si c'est possible de mettre le plan de masse côté top, oui c'est mieux. Je t'ai fait un jolie dessin pour que tu comprennes ce dont je parle. (je commence à devenir une bête en infographie )

Sur l'image ci dessous, il y a des capacités parasites embêtantes, d'autres moins et certaines sont contrôlables. Les C_P piste/piste sont contrôlables, c'est toi qui décide de l'écartement lors du routage et cela ne dépend pas de l'installation ni de l'environnement. Peu importe où se trouve le montage, la C_P piste piste reste la même. C_P piste/chassis en bas du dessin dépend de la hauteur de les colonnettes et plus c'est court, mieux c'est. C_P piste/environnement sont les plus problématiques car ça va dépendre de où se trouve le montage à la fin, à côté d'une autre carte ? collé au carter ? Tu ne maîtrises pas et c'est embêtant d'un point de vu CEM (note que la C_P piste/environnement entre le doigt de l'utilisateur et la piste est celle mise en oeuvre dans les touches capacitives de nos téléphones, c'est aussi grace à elle que C2H5OH dit pouvoir changer la fréquence d'une éventuelle intermodulation)

[Vincent PETIT]

Maintenant voici deux améliorations possibles :



La première, sur l'image de gauche, est de mettre simplement le plan de masse côté top quand c'est possible (si il y a de la CMS sur tout le dessus l'histoire est réglée), on voit tout de suite que le doigt de l'utilisateur n'a plus d'influence sur les pistes et surtout sur celles qui sont sensibles. Mais il n'empêche que les pistes en bord de carte sont toujours susceptibles d'avoir une C_P avec un voisinage que tu ne maîtrises pas.

Telle que je l'ai dessiné ici, tout va bien, mais à condition que la paroi du carter soit très proche de la piste et qu'on intercale surtout rien du tout entre le PCB et le carter !

L'amélioration de l'image de droite c'est juste l'ajout de via, qui partent du plan GND au TOP et qui vont sur une piste côté BOTTOM faisant tout le tour du pcb (et mitraillée de via). Sur l'image c'est une vue en coupe mais il faut imaginer que la piste de ligne de garde au BOTTOM et dont on voit que deux morceaux, l'un à droite et l'autre à gauche, sont la même piste qui fait le tour. En faisant ça, il n'y a plus aucune C_P entre les pistes et l'environnement. Tu peux approcher ton doigt ou intercaler plusieurs appareils dans le carter, il ne se passera rien de non maîtrisable.

[Patrick_91]

Bonjour,
@Davidif

Oui donc c'est bien le module qui génère une modulation à 812Mhz, on le voit aussi dans les certifs seulement il passe car pas autant amplifié par mes problème de masse certainement.

Je n'ai pas dit cela, la raie a 812 MHz existe puisque l'analyseur la reporte, ceci ne présage pas de son origine réelle.
Je ne comprends toujours pas ce que vient faire l'ampli extérieur a l'analyseur , le cas du graphe présenté au post #98 montre que les quelques raies présentes dans la bande WiFi (2,4 GHz wifi et bluetooth) ont un harmonique 2 perché a 5 dB au dessus du fondamental.
Ceci ne vient pas de votre module WiFi, l'ampli archi saturé génère lui même les harmoniques et a tres fort niveau.
D'après ce qui est écrit un filtre de bande 2,4 GHz a été disposé a l'entrée de l'ampli et les harmoniques sont retombés en dessous de 54 dBµV/m prouvant ainsi que votre module ne génère pas de forts niveaux d'Harmonique (certainement un niveau de l'ordre de -15 a -20 dB). La présence du filtre a du éliminer des signaux extérieurs saturants le préampli (?) .. et a des fréquences hors bande WiFi !!
Tout ceci est tres suspect . Je note que le piaf a environs 29 MHz a disparu (post #98), et qu'il ne reste que celui se trouvant a 812 MHz.
Je note que le niveau de bruit ramené par l'amplificateur à 1 GHz est environs 3 dB en dessous depuis que le filtre est installé (30 dBµV/m)
mais la pente de variation de bruit de fond est restée la même.
Je trouve ce set-up suspect, il se peut bien que la raie a 812 MHz soit tout simplement un produit d'intermodulation (comme au depart de la manip post #94).
Pourquoi y a t il cet ampli dans la chaine de réception ? , le retirer assainirait certainement la mesure, mieux la refaire avec le filtre présélecteur en service sur l'analyseur serait encore mieux ...(si l'option existe)
Bref comme j'ai dit plus tôt, le lever le doute sur la réalité de la raie a 812 MHz, peut être obtenue en utilisant le filtre préselecteur ou encore en agissant sur l’atténuateur d'entrée en faisant -3 dB par exemple, si la raie tombe de 6 ou 9 dB alors c'est une raie fantôme .. (produit d'intermodulation généré par la chaine de réception).
De plus , oui être présent pendant les manips est un must ..
A plus

[Gwinver]

Bonjour.

Comme dit par Patrick_91, je ne comprends pas cet histoire d'ampli.
Un tel niveau de saturation devrait entraîner l'invalidation de la mesure. A ce niveau de saturation, le gain de l'ampli est très diminué, donc bien plus bas que pendant la phase de calibration, également, la courbe de réponse en fréquence est fortement affectée.

[F15]

Juste comme ca, ca été prouve que le cable rouge et noir SPI ne joue pas sur les emission?

[Patrick_91]

Hello
Certainement que oui si ce sont des câbles d'alimentation ... !!
A plus

[davidif]

Juste comme ca, ca été prouve que le cable rouge et noir SPI ne joue pas sur les emission?

Bonjour F15, et merci de tes observations.
En fait, tu parles des câbles noir et rouge présent du poste 15 je suppose, ils sont connectés à une led IR laquelle simule les codes d'une télécommandes IR

led IR.jpg

La trame
TEK00001.jpg

une paire que je vais torsader d'ailleurs

[davidif]

Bonjour,

j'ai essayé d'avoir plus de précisions sur les amplis, mais je n'ai pas eu de retours pour le moment car les tests ayant déjà eu lieu et terminé pour cette session tout du moins, d'autres tests sont à venir lorsque j'aurai fait les correctifs nécessaires en prenant en compte vos remarques et observation qui vont orienté mon travail.

dans le pire des cas ou je n'arrive pas à totalement éliminer mon 812Mhz, afin de ne pas trop traîner, j'ai pu me procurer un filtre chez digikey dont je fait référence au poste 104 et l'ai essayé tout du moins pour voir si ça pose pas de problèmes fonctionnel et c'est OK, le résultat en EMC sera mis en évidence lors des prochains tests.
https://www.dropbox.com/s/kiiad3a5we...05239.jpg?dl=0


Encore merci

[Patrick_91]

Hello,

Vu le filtre sur la photo , il rejette le 800 MHz à combien de dB par rapport au 2.4GHz ?
A plus

[davidif]

Hello,

Vu le filtre sur la photo , il rejette le 800 MHz à combien de dB par rapport au 2.4GHz ?
A plus

https://www.digikey.fr/product-detai...467-ND/6362804

la docs
https://cdn.taoglas.com/datasheets/BPF.24.01.pdf

Environ -55db tandis on serait à -1db environ sur 2.4G

[Patrick_91]

Hello,

Oui perte d'insertion 1,3 dB , pas grave , et pour les 55dB c'est plutot violent, au vu des graphes précédent c'est plus qu'il en faut en effet.
Mais comme vous faites des modifs faudra faire avec et sans le filtre pour voir .. (si le filtre est finalement nécessaire ou pas .. )
A plus

[F15]

Donc c'est bien la confirmation que ce modulateur de Microchip est de mauvaise qualité... Donc ça vaudrait le coup d'en tester d'autre?

[davidif]

Bonjour,

En fait j'ai déjà commencer à en testé d'autres, la winc1500 de mémoire pour le nom.

Après si on considère que dans la mesure ou mon module ne passe pas les certifs tout seul, effectivement il n'est pas bon, en l’occurrence la connexion ce passe relativement bien ...

J'ai fait de nouveau tests en laboratoire et attend les résultats qui ont de grandes chances d'être bon avec le filtre biensure (:

Après je n'ai peut-être (et même surement) pas pris toutes les précautions en routage pour optimiser l'impédance de mode commun et aurais dû blindé plus ma masse en ce sens mais pour le moment je n'ai pas pu confirmé ça par les tests ...

[F15]

winc1500 Ah tu reste chez Microchip! C'est bien tu restes fidèle!