Problème d'amplificateur qui démodule la HF

[Vincent PETIT]

Bonjour,
Je suis surpris par ton schéma ou alors il manque une partie pour comprendre. L'alimentation isolée est en règle générale utile pour casser une boucle de masse, c'est à dire si le micro et le Rack étaient reliées à des terres distincts et distantes de 10m. Hors ici, et avec les seules éléments que je vois ce n'est pas le cas, l'isolation n'est pas utile sauf s'il y a une raison que j'ignore.

1- Est ce que le blindage est continue (en un seul tenant) entre le micro et le rack ?
2- Après le transfo T9 "balanced -> unbalance" le secondaire est vraiment sur la masse flottante ? Dans ton tout premier poste l'AOP semble référencé au chassie ce qui est curieux. En CEM c'est hyper important de ne pas mélanger les symboles car ils représentent justement le chemin de retour des perturbations.
3- Y a-t-il d'autres câbles qui sortent du rack ?


- Si le blindage est d'un seul tenant alors le courant de mode commun généré par le test CEM (couplage champ à fil ou injection pour couplage) va courir le long du blindage pour rejoindre la masse puis la terre. C'est ce que j'ai représenté par une flèche en rouge.


- S'il y a une discontinué alors tu vas avoir du courant de mode commun dans tous les fils, en rose sur le schéma, qui voudront eux aussi aller à la masse puis à la terre.
Dans ton schéma :
Le courant de MC sur Micro(-) va aller à la masse via : C79 puis la capa de 1µF qui va au chassie.
Le courant de MC sur Micro(+) va aller à la masse via : C118 puis la capa de 1µF qui va au chassie.
Le courant de MC sur GND(micro) va aller à la masse via : la capa de 1µF qui va au chassie.




Peux tu répondre aux 3 questions plus haut ?
-----

[Gwinver]

Bonsoir.

Au risque de me répéter.
Le signal à éliminer est à 160 MHz.
Lors du choix des condensateurs de découplage, il ne suffit pas de piocher dans les réserves du labo, il faut vérifier leur comportement à cette fréquence, les datasheet indiquent normalement les fréquences de résonnance, il faut choisir des condensateurs ayant une fréquence de résonnance aussi élevée que possible, en tous cas bien supérieure à 160 MHz.
Eventuellement, puisqu'il faut découpler sur une large bande de fréquence, il faut mettre plusieurs condensateurs en parallèle.

[Patrick_91]

Hello,
Le perturbation se manifeste de façon continue entre 150 MHz et 800 MHz ou bien seulement sur quelques MHz cà et là sur la bande ?
A +

[MatthieuW31]

Bonjour et merci à tous les 3 pour vos nouveaux avis.

1- Est ce que le blindage est continue (en un seul tenant) entre le micro et le rack ?

Merci Vincent pour toutes ces explications!
Effectivement, le blindage est bel et bien continu entre le micro et le rack. Par contre, le fait d'intercaler le filtre (uniquement lors de mes derniers tests) crée effectivement une discontinuité que je corrigerai.

2- Après le transfo T9 "balanced -> unbalance" le secondaire est vraiment sur la masse flottante ? Dans ton tout premier poste l'AOP semble référencé au chassie ce qui est curieux. En CEM c'est hyper important de ne pas mélanger les symboles car ils représentent justement le chemin de retour des perturbations.

Oui, le secondaire est bien sur masse flottante. J'ai édité le montage du 1er post avec un autre logiciel et n'ai pas fait attention à ce point. L'AOP est également référencé à la masse flottante, reliée à la masse méca par une liaison capacitive.

3- Y a-t-il d'autres câbles qui sortent du rack ?

Oui il y a d'autres câbles (alimentation, Ethernet + 1 autre câble audio et un câble de discrets qui amplifient la perturbation dans une moindre mesure).

Lors du choix des condensateurs de découplage, il ne suffit pas de piocher dans les réserves du labo

Gwinver, je n'ai pas contrôlé les datasheets des condensateurs utilisés, ceux-ci venant d'un kit dédié à la CEM, mais ce n'est effectivement pas une raison. Je vais voir pour mieux les sélectionner en fonction des specs et en utiliser plusieurs en parallèle. J'ai déjà testé avec plusieurs en parallèles mais parce qu'ils avaient des valeurs différentes, non pas par rapport à leurs comportements en HF.

Le perturbation se manifeste de façon continue entre 150 MHz et 800 MHz ou bien seulement sur quelques MHz cà et là sur la bande ?

Patrick_91, les perturbations ont lieu sur des bandes de fréquences de quelques dizaines de MHz çà et là sur la bande.

[gwgidaz]

Bonjour,

je regarde le schéma de départ, et je me pose des questions sur la valeur de R3. Si elles fait plusieurs milliers d'ohms, le signal RF ne devrait pas passer par là.
Il se pourrait bien que la RF passe par ailleurs.

[MatthieuW31]

R3 fait 18k et R4 fait 10k.

[gwgidaz]

R3 fait 18k et R4 fait 10k.

Bjr,
Alors la RF ne passe pas par le chemin d'entrée de l'audio; il faut traiter les entrées sorties de la carte :
Voir la partie CEM de ce chapitre:
https://pratique-rfcircuits.monsite-...5974af38b.html

[Vincent PETIT]

Je suis d'accord avec Gérard, c'est la raison pour laquelle je demandais s'il n'y avait pas d'autres câbles qui sortaient du rack.

[MatthieuW31]

Bjr,
Alors la RF ne passe pas par le chemin d'entrée de l'audio; il faut traiter les entrées sorties de la carte :
Voir la partie CEM de ce chapitre:
https://pratique-rfcircuits.monsite-...5974af38b.html

Pourtant j'observe bien le signal HF en entrée de l'AOP ainsi que le 1kHz démodulé en sortie.

Merci pour le lien, j'avais déjà fait un tour sur ce site auparavant. J'irai lire la partie en question.

[Vincent PETIT]

Montre nous les parties de schéma des autres sorties

[jiherve]

bonsoir,
tardivement je m’aperçois que sur le premier schéma avec AOP la seconde partie du 358 est montée avec réaction (ou j'ai raté un épisode d'explications) la pauvre bête n'oscillerait elle pas toute seule?
JR

[MatthieuW31]

Bonsoir Jihervé,

Effectivement, j'en ai parlé dans un post précédent. Je m'étais rendu compte après coup que j'avais inversé le + et le - dans la saisie du schéma que j'ai envoyé.

[Patrick_91]

Hello;
oui, j ai vu le post au dessus , des capa de 170 nF ,mai de quel type ? (technologie), il faudrait essayer des 1000 pf spécifiées en RF et avec des
tangente d'angle de perte tres faible entre 150 et 800 MHz et des fréquences de résonance les plus élevées possible.
Parfois ,en fonction de la techno utilisée il vaut mieux souder deux 500pf qu'une capacité de 1000pf ...
A plus...

[MatthieuW31]

Bonjour Patrick,

J'imagine que vous parlez des 2 capas de découplage en entrée de la carte à 470pF.
Ce sont des MLCC basiques en 0603 mais j'avoue ne pas avoir contrôlé leur comportement en HF. Je vais voir pour en commander de nouvelles plus adaptées.

[gwgidaz]

Bjr,

concernant les capas de découplage : Sur ces fréquences Rf, ce qui compte, c'est l'impédance des pistes en série avec la capa de découplage.
En supposant que la capa de découplage va à un vrai plan de masse, il faut compter 0,5 nH de self par mm de piste , plus la self de la capa elle même ( env 0,3 nH pour 0603 ) plus la self du via de masse ( 0, 3 nH environ, selon l'épaisseur du substrat) ;
En général, quand on prend toutes les précautions, on a une self de l'ordre de 2,5 nH en série avec la capa de découplage, ce qui donne une impédance de l'ordre de 6 à 10 ohms à 500 Mhz. C''est toujours supérieur à la résistance série d'un mauvais condensateur...
Si on veut protéger l'entrée de l'AOP, il vaut mieux compter sur la résistances en série avec l'entrée, ici R3 = 18 K. Par expérience, je pense qu'il reste peu de RF derrière une telle résistance. Il suffit d'enlever R3 pour voir. L'audio ne passera plus, mais la HF, peut-être que si, car elle arrive probablement par un autre chemin....
On ne peut pas voir avec un oscillo si la RF arrive sur l'entrée de l'AOP, car la pointe de touche fait antenne et ramènera de la RF

[MatthieuW31]

D'accord, merci pour ces précisions.
Oui c'est une bonne idée, je vais enlever R3 et voir ce qui se passe, je ne crois pas avoir déjà fait ce test.

[Vincent PETIT]

Pour t'aider il faudrait surtout voir les parties de schémas de toutes les entrées/sorties car c'est la qu'est le problème.

[bobflux]

Les capas de filtrage sont reliées à la masse chassis au connecteur avec le blindage du câble micro, ou bien à la masse du circuit imprimé ? Comment cette dernière est-elle reliée au chassis ?

Tu pourrais faire voir un bout de layout autour des capas ?

Comment tu sais que c'est l'AOP qui démodule et pas un autre truc plus loin ?

Tu as essayé sans le transfo ? C'est peut-être lui qui démodule ou capte un champ magnétique qui traîne...

[Patrick_91]

Bonjour,

J'imagine que vous parlez des 2 capas de découplage en entrée de la carte à 470pF.
Ce sont des MLCC basiques en 0603 mais j'avoue ne pas avoir contrôlé leur comportement en HF. Je vais voir pour en commander de nouvelles plus adaptées.

Oui j'ai même évoqué la possibilité d'utiliser des capacités de découplage type feed through (traversées) pour les alimentations et les connexions externes;
Les condensateurs céramiques ont en général un bon comportement mais en fonction de la Fréquence à découpler ce qui est primordial c'est la taille
(les dimensions) de ceux ci ....
J'ai trouvé des informations intéressantes dans ce document <<-----
les capacités céramiques de 100 nF classe2 ont une Fréquence de résonance de 22 MHz , donc au dessus de 22 MHz ils deviennent selfiques, ils ne filtrent rien du tout.
***************10 pF******100 pF*****1 nF*****10 nF****100 nF****1 µF
C0G (Class 1)****1550 MHz** 460 MHz***160 MHz**55 MHz

X7R (Class 2)************************190 MHz**56 MHz****22 MHz***10 MHz

A priori, les valeurs de capas céramiques utilisables seraient peut être des 50 à 100 pF mais on est pas loin de la limite technologique quand même.
Les Fréquences de résonance indiquées indiquent la Fréquence à laquelle la capacité devient une résistance (ESR) , au dessus c'est une inductaance.

A plus

[MatthieuW31]

Bonjour,

Pour t'aider il faudrait surtout voir les parties de schémas de toutes les entrées/sorties car c'est la qu'est le problème.

Voici le schéma concernant la sortie audio. Un filtre X2Y a été inséré.

Les capas de filtrage sont reliées à la masse chassis au connecteur avec le blindage du câble micro, ou bien à la masse du circuit imprimé ? Comment cette dernière est-elle reliée au chassis ?

Les capas sont reliées à la masse PCB qui elle-même est reliée à la masse châssis par l'intermédiaire d'une capa de 1µF.

Tu pourrais faire voir un bout de layout autour des capas ?

Comme c'est dans le cadre professionnel je préfère ne pas prendre de photos, mais je reconnais que le positionnement de ces 2 capas se trouve un peu éloigné du connecteur par rapport à ce que ça devrait être. Les capas plus adaptées que je testerai seront installées au plus proche du connecteur.

Comment tu sais que c'est l'AOP qui démodule et pas un autre truc plus loin ?

Je n'observe le 1kHz qu'en sortie de l'AOP, pas avant.

Tu as essayé sans le transfo ? C'est peut-être lui qui démodule ou capte un champ magnétique qui traîne...

Oui j'ai testé de le bypasser mais ça n'a pas amélioré les choses, au contraire!


Merci Patrick pour ces infos. En effet, au-delà de quelques dizaines de pF, la fréquence de résonnance est trop basse. Je vais passer commandes de capas plus adaptées. Je vais aussi commander le composant suivant (filtre en pi): NFL21SP106X1C3.

[Vincent PETIT]

Essaye de retirer C68 mettre C78 C78 directement au chassie sans passer par la masse flottante (qui va à la masse via la 1µF) juste pour voir si des courants de mode commun ne s'évacuent pas plus facilement.

Le test qui a raté c'est celui dans la chambre anéchoïque ? Ou l'injection (pince inductive qui perturbe les câbles) ?

[bobflux]

Les capas sont reliées à la masse PCB qui elle-même est reliée à la masse châssis par l'intermédiaire d'une capa de 1µF.

je reconnais que le positionnement de ces 2 capas se trouve un peu éloigné du connecteur par rapport à ce que ça devrait être.

Si la capa de 1µF est loin, ça fait pas mal d'inductance. L'idéal serait de shunter les courants HF au chassis directement.

[MatthieuW31]

Essaye de retirer C68 mettre C78 C78 directement au chassie sans passer par la masse flottante (qui va à la masse via la 1µF) juste pour voir si des courants de mode commun ne s'évacuent pas plus facilement.

OK j'essaierai ça demain au travail.

Le test qui a raté c'est celui dans la chambre anéchoïque ? Ou l'injection (pince inductive qui perturbe les câbles) ?

Il s'agit du test dans la chambre anéchoïque. On a essayé de debugger sur place et n'avons pas pu faire le test en conduction à cause de cela.

Si la capa de 1µF est loin, ça fait pas mal d'inductance. L'idéal serait de shunter les courants HF au chassis directement.

Ah oui, je n'avais pas pensé à ce point, je vais arranger cela.

[bobflux]

Tu peux choper 2 capas céramique à pattes de 100pF et les monter sur le connecteur d'entrée, avec la masse sur la vis du connecteur qui fait contact avec le chassis. Pas une solution définitive, mais utile pour tester.

Un autre problème courant sur les connections XLR c'est la pin 1 qui est la masse. Normalement elle est reliée au chassis, pour que le courant de mode commun s'évacue dans le chassis en métal. Si elle est reliée au circuit imprimé, les courants de mode commun vont devoir circuler dans la masse du circuit imprimé. Si tu as un plan de masse solide, c'est pas trop un problème, mais si la masse est routée avec des pistes, c'est une autre histoire.

Avec ton micro, tu n'auras pas de boucle de masse, mais si tu utilises une source XLR reliée au secteur, alors il y aura une boucle de masse. Les courants 50Hz et harmonique qui passent par la pin 1 et ensuite dans la masse routée avec des pistes sont une source inépuisable de ronflettes.

[MatthieuW31]

Bonjour, désolé de ne pas avoir posté plus tôt, ces derniers jours j'étais pas mal pris au travail.

Tu peux choper 2 capas céramique à pattes de 100pF et les monter sur le connecteur d'entrée, avec la masse sur la vis du connecteur qui fait contact avec le chassis. Pas une solution définitive, mais utile pour tester.

Oui j'avais testé avec des capas de différentes valeurs mais ça n'avait rien donné.

On a eu un créneau Vendredi pour faire de nouveaux tests dans la chambre CEM. Au final, après de nombreux essais infructueux, il s'avère que le seul moyen d'atténuer significativement le signal parasite était de surblinder le câble audio à l'aide d'aluminium à partir du rack jusqu'à la sortie de la chambre CEM. Il va donc falloir que je cherche du câble blindé 'costaud'.

[Patrick_91]

Hello, oui du triaxial par exemple ...
A plus

[Vincent PETIT]

Bonjour,

Au final, après de nombreux essais infructueux, il s'avère que le seul moyen d'atténuer significativement le signal parasite était de surblinder le câble audio à l'aide d'aluminium à partir du rack jusqu'à la sortie de la chambre CEM. Il va donc falloir que je cherche du câble blindé 'costaud'.

Donc tu as des courants de mode commun qui entrent par Sortie HP+ et Sortie HP- et veulent aller au chassie. Si tu as laissé C68, C77 et C78 tels quels alors les courants ces courants parasites ont été envoyé dans la masse flottante (ce qui la perturbe fortement)

Quand tu as testé la solution que proposait bobflux ça aurait été bien de retirer le condo de 1µF.

Concernant le câble blindé il sera une solution pour contourner le problème sans le résoudre mais peut être que c'est plus acceptable pour vous. Est ce que les appareils concurrents ont eux aussi un câble audio blindé ?

[MatthieuW31]

Hello, oui du triaxial par exemple ...

D'accord, je vais regarder ce type de câble.

Donc tu as des courants de mode commun qui entrent par Sortie HP+ et Sortie HP- et veulent aller au chassie. Si tu as laissé C68, C77 et C78 tels quels alors les courants ces courants parasites ont été envoyé dans la masse flottante (ce qui la perturbe fortement)

Quand tu as testé la solution que proposait bobflux ça aurait été bien de retirer le condo de 1µF.

D'une manière générale, j'ai plus ajouté que supprimé des capas!

Concernant le câble blindé il sera une solution pour contourner le problème sans le résoudre mais peut être que c'est plus acceptable pour vous. Est ce que les appareils concurrents ont eux aussi un câble audio blindé ?

Oui, on contourne le problème et ce sera la meilleure solution pour nous au final en terme de coût. Les appareils concurrents ont également des câbles blindés. Après, la tresse de blindage est assez fine, on va voir pour commander des câbles blindés de meilleure qualité.

[gwgidaz]

D'accord, je vais regarder ce type de câble.


D'une manière générale, j'ai plus ajouté que supprimé des capas!


Oui, on contourne le problème et ce sera la meilleure solution pour nous au final en terme de coût. Les appareils concurrents ont également des câbles blindés. Après, la tresse de blindage est assez fine, on va voir pour commander des câbles blindés de meilleure qualité.

il n'est même pas certain qu'un câble mieux blindé protège sur toute la bande. La solution la plus courante à ce type de problème, c'est de faire un contact entre le blindage et le chassis à l'endroit où le câble entre dans le chassis.
Et si ça ne marche pas, c'est que la RF entre dans le chassis sans passer par le câble.

[Vincent PETIT]

J'ajouterai aussi que le contact du blindage du câble avec le trou de sortie de la chambre doit être soigné. Sinon la capa parasite, entre le conducteur du câble et son blindage va créer un chemin pour le courant parasite (qui court le long du blindage) et il va repartir dans ton appareil.

Ton blindage doit aller jusqu'au trou de sortie et le recouvrir.







Petit conseil pour les autres lecteurs puisque ton choix est fait quant au câble blindé : faites attention aux solutions proposées par le certificateur, ce sont certes des professionnels aucun doute là dessus mais ils n'ont pas vocation à vous proposer un nouveau schéma et n'ont pas le temps de l'éplucher sur place. Ces professionnels vont vous aider pour que l'appareil passe le test, pas pour qu'il fonctionne chez le client (nuance). Si c'est votre design qui a une faiblesse alors leurs solutions ne feront que la masquer. Il n'y a pas pire qu'un produit qui dysfonctionne chez le client et de devoir gérer du SAV/campagne de rappel.

Un exemple concret de piège (je prends ton projet MatthieuW31 mais ce n'est que pour l'exemple) : Votre appareil passe la 61000-4-3 (chambre) avec la solution du câble blindé (et les HP dehors car non vendus avec l'appareil) mais chez le client les HP ne sont pas dans des carters métalliques, ils sont en bois, le blindage du câble audio sera donc relié à la masse que d'un côté et si l'environnement est pollué en HF alors le blindage n'aura quasi aucun effet (un BF il reste efficace mais en HF il faut qu'il soit relié des deux côtés) et vous revoilà avec la démodulation.

Dit autrement, si on reprend le petit dessin que j'ai fait ci dessus, chez le client c'est comme ci l'agression avait lieu au raz du HP en dehors de la chambre (et ça, ça n'a pas été testé par le certificateur).

C'est le risque en masquant le problème.