Bruit d'un quartz

[niwaki13]

Bonjour,

Je travaille actuellement à réduire le bruit présent sur ma carte électronique!
après plusieurs modifications pour réduire le bruit du convertisseur AC/DC ( avec succès!) je remarque toujours du bruit.
Je le traque et je remarque qu'il agit à une certaine fréquence : autour de 328kHz 330kHz!

Les seuls composants responsable que je vois sur ma carte sont deux quarts à 32,768kHz, après avoir calculé et mesuré leurs harmoniques cela correspond.
L'harmonique de rang 9 est égale à 327,68kHz.

J'ai pris des points à mesurer pour comparer, ensuite j'ai retirer le quartz en pensant que le bruit allait "disparaître" seulement il s'est amplifié.
Je ne comprends pas ce principe car je débute, quelqu'un d'expérience aurait-il eu ce cas?
En retirant le quartz le STM32 ne lance pas mon programme serait-il la source de ce bruit?

Merci d'avance!
Je suis ouvert à toutes propositions
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[gcortex]

Ce n'est pas du bruit, mais une perturbation.
Oui un µP rayonne avec des harmoniques.

Tu peux cartographier le rayonnement avec çà :
https://www.luxondes.com/scanphone/

[jiherve]

bonjour,
toute la partie numérique générera du bruit aux fréquences des harmoniques de son horloge, c'est inévitable. La solution est donc de router correctement les partie analogique et numérique, éventuellement de blinder l'une ou l'autre.
Et oui il est vraisemblable que ton µC soit accroché sur ce quartz et donc sans quartz il fonctionne moins bien, ce que tu peux peut être faire c'est de basculer le µC sur une autre source d'horloge plus rapide dont les harmoniques seront situés hors bande passante de l'analogique.
Le développement d'une carte mixte analogique/numérique est un métier qui ne s'acquiert pas en qqs jours!
JR

[niwaki13]

Bonjour merci de votre réponse,
Je débute en électronique tout conseil est bon à prendre !

Si je résume avec la réponse également de gcortex, vu que ce n'est pas du bruit, serait-il possible de filtrer les harmoniques qui me dérangent via une inductance ou un transfo bien dimensionné?

Ou dois-je trouver un autre quartz un peu plus performant pour à la même fréquence ne pas me dégager des harmoniques de rang égal ou supérieur à 6?
Le blindage sera compliqué à mettre en place.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

re
tu peux essayer de filtrer l'alimentation de la partie analogique mais cela suppose aussi qu'aucun signal numérique ne s'active de façon inutile en destination de celle ci.
il faudrait tout de même un schéma!
JR

[niwaki13]

Voici le schéma du quartz Y2 qui est lié au STM32.

quartz1.jpg

Un deuxième également dont j'aimerai filtrer sa neuvième harmonique;
quartz2.jpg

[jiherve]

bonsoir,
merci mais le schéma intéressant c'est celui de la partie analogique.
JR

[niwaki13]

Bonjour,
Merci d'avoir répondu sur ce forum, je ne peux pas partager le schéma en entier car il ne m'appartient pas. Je réécris pour vous dire que j'ai trouvé une solution qui fonctionne bien après l'avoir testée.
Je place une inductance en série avec chacun de mes condensateurs, j'ai pris 220µH pour avoir la même impédance et donc garder la même fréquence.
Les harmoniques de rang 6 et 9 ne sont plus présentes sur ma carte, il me reste le même travail à faire avec l'oscillateur (schéma "quartz2")

Merci d'avoir pris de votre temps

[gcortex]

C'est à dire ? Ton µC risque de planter.
Tu devrais réduire la tension d'alimentation.

[Vincent PETIT]

Bonjour,
Je serai curieux de savoir comment tu as mesuré ce bruit et où tu l'as mesuré ? Car pour voir jusqu'au rang 9 l'harmonique d'un quartz il faut du bon matos et avoir une électronique dont le plancher de bruit est bas.

[niwaki13]

Je suis alternant dans une entreprise d'électronique spécialisée en RF j'ai beaucoup d'appareils à disposition. Analyseurs de spectre et oscilloscope avec une BP =1GHz.
Pour le quartz j'ai déterminé le bruit avec ces deux appareils, d'où la relève des harmoniques de rang 6 et 9.

La solution que j'ai trouvé pour le quartz ne fonctionne pas sur l'oscillateur à quartz, je vais suivre votre conseil gcortex et diminuer la tension d'alimentation.

[Vincent PETIT]

Bonjour,
D'accord je comprends mieux.

C'est une bonne idée de réduire la tension d'alimentation mais fait attention à ce que le micro puisse encore tourner assez vite. En règle générale la vitesse d'un micro est inversement proportionnelle à sa tension d'alimentation (voir datasheet)

Comme l'a dit JR le routage peut être mis en cause, exemple : couplage capacitif entre 2 pistes en parallèles.

Si j'ai fait cette remarque c'est parce que mesurer de si petits harmoniques n'est pas simple, on peut ramasser l'environnement. Par exemple si tu n'enroules pas la masse de la sonde autour de celle ci tu peux créer involontairement une boucle qui peut capter toute sorte de chose, le problème c'est que ce qui est capté par ce boucle involontaire te donnera l'impression que c'est une perturbation sur le signal que tu mesures alors non, c'est un ajout causé par la sonde.

Dans l'image ci dessous (issue d'un livre sur les techniques de réduction du bruit dans les AOP) on voit que pour éviter de capter l'environnement avec la sonde, et qui s'ajoutera sur l'oscillo au signal qu'on veut mesurer (ajout d'un artefact en réalité), la masse de la sonde est carrément soudée. Ici l'auteur cherche à mesurer le plancher de bruit de son électronique en faisant attention de ne pas y ajouter ce que la sonde peut capter.



Ps1 : si jamais c'est la sonde qui ajoute un harmonique en le captant, on peut chercher longtemps pourquoi on arrive pas à filtrer le signal

Ps2 : j'écris depuis mon téléphone, désolé pour les fautes d'orthographe et erreur de typo.

[jiherve]

bonsoir,
le soucis peut provenir d'ailleurs, si le quartz alimente de la logique alors celle ci aussi rayonnera et il n'existe pas de méthode pour l’empêcher.
JR

[gwgidaz]

Bonjour,

En général, les rayonnements des circuits logiques rapides sont à basse impédance, du moins au départ. ( E/H bas)
Si on veut identifier la source des perturbations, le mieux c'est de fabriquer une boucle de diamètre 1cm environ, soudée entre âme et masse au bout d'un câble coaxial, branché sur un analyseur de spectre.
On promène cette boucle à quelques millimètres des circuits de la carte .

La suppression de ces perturbations entre fonctions, c' est le but de la CEM.

[niwaki13]

Pour le routage j'ai regardé avec l'ingénieur qui à développé la carte pour vérifier avec lui, normalement si rien nous a échappé c'est tout bon.

Pour la sonde je ne savais pas en revanche Vincent! Pour les mesures j'ai utilisé deux sondes différentes (on m'a appris à toujours vérifier avec deux appareils différents pour voir si cela était cohérent), je vais vérifier en soudant la moins chère comme sur l'image pour confirmer si le résultat est identique.

Pour le moment le quartz Y2 (quartz1) avec la bobine ne rayonne plus autant, et quant à l'oscillateur à quartz il est uniquement pour le composant qui sert à ma chaîne RF jiherve c'est pour ça que je tente d'éliminer les harmoniques.
Je ne suis toujours pas sûr que cela améliora les performances de ma carte mais c'est la dernière carte qu'il me reste, je ne suis pas en mesure d'améliorer autrement.

Je vais tester aujourd'hui avec plusieurs valeurs de résistances de réduire la tension d'alimentation de l'oscillateur à quartz, et j'observerai l'incidence que cela a sur ma carte et ses performances. Tout ça est très délicat pour moi car la fréquence ne doit pas être modifiée ! ( avec les résistances... )

Merci de vos réponses!

[niwaki13]

J'ai déjà vu ces sondes, nous n'en n'avons pas, il suffit de faire une boucle avec un câble et de souder un bout à l'âme et l'autre à la masse d'un coaxial?
Je joint un schéma j'ai peur de mal comprendre :



Avec un connecteur qui va bien pour le connecter à l'analyseur de spectre.
Il s'agit bien de ça?

[Vincent PETIT]

Bonjour,
Je ne suis pas sur de comprendre où tu mesures.

Tu vois à l'oscillo les harmoniques du quartz dans ton signal analogique, c'est ça ?

J'ai lu plus haut que tu ne pouvais pas montrer le schéma mais si c'est ça, tu mesures derrière un AOP ?

[antek]

Il s'agit bien de ça ?

Oui, DEUS EX SILICIUM dans une vidéo YT montre leur utilisation.

[gwgidaz]

J'ai déjà vu ces sondes, nous n'en n'avons pas, il suffit de faire une boucle avec un câble et de souder un bout à l'âme et l'autre à la masse d'un coaxial?
Je joint un schéma j'ai peur de mal comprendre :

Pièce jointe 444942

Avec un connecteur qui va bien pour le connecter à l'analyseur de spectre.
Il s'agit bien de ça?

oui, c'est cela. mais au-delà de 50 MHz, une seule spire suffit.
Les champs H de la carte sont presque toujours parallèles à la carte, aussi il faut tenir le plan de la boucle perpendiculaire à la carte, de façon que les lignes de champ passent dans la boucle.
Cela permet de localiser les sources de rayonnement sur la carte...

[bobflux]

je vais vérifier en soudant la moins chère comme sur l'image pour confirmer si le résultat est identique.

On ne soude pas la sonde voyons !

Normalement avec la sonde on te donne un mini clip-ressort de masse que tu mets au bout à la place de l'antenne boucle (aussi appelée "pince croco de masse") et ça te permet de faire des mesures propres facilement.