Могут ли контрольные точки печатных плат быть источником шума?

Да, контрольные точки могут функционировать как антенны, они могут функционировать как маленькие антенны (и именно по этой причине DRC в инструментах для печатных плат иногда проверяет маленькие кусочки меди, которые никуда не делись и функционируют как антенны).

Это означает, что они могут излучать, а также улавливать шум. Но это действительно зависит от задействованных частот и конструкции печатной платы. (Я думаю, что на частоте 50 МГц и выше стоит беспокоиться об эффектах антенны из-за размера трасс и физических параметров). Что-нибудь ниже МГц, это, вероятно, не будет такой большой проблемой.

Как правило, хорошей идеей является оставлять контрольные точки аналоговых входов перед предварительными усилителями (в субультрафиолетовых конструкциях аналоговые сигналы настолько малы, что измеритель в любом случае будет мешать сигналам, также улавливая шум). После предварительного усилителя это хорошее место для контрольной точки, если вам нужно проверить напряжения.

Кроме того, в приведенном выше дизайне похоже, что в контрольных точках есть фильтр электромагнитных помех, поэтому наличие контрольных точек может не иметь большого значения.

Эффективность короткой антенны пропорциональна отношению времени нарастания/времени распространения и длины любого кабеля, подключенного к разъему.

• Его уменьшают экранированием и уравновешенными дифференциальными парами. Несимметричные пары могут по-прежнему излучать синфазный сигнал.

• При задержке пропеллера 0,2 пс/мм с 5 мм вы получите задержку 1 пс при времени нарастания каких 10 нс? Это почти 4 порядка ослабления в дальнем E-поле в очень небольшом диапазоне ближнего поля.

• Чтобы уменьшить перекрестные помехи, вы добавляете gnd. охранные дорожки или медная заливка.

• Для полей H вам понадобится ток нагрузки.

• Любые соединительные несбалансированные кабели с излучением намного больше, чем и контрольные точки.

• большую озабоченность вызывает целостность сигнала контрольной точки без опорного заземления для пружинного датчика на расстоянии ~ 6 мм.

Это может быть полезно для справки о полосковой линии и задержке пропеллеров. Это отличный прототип магазина с большим количеством материалов для чтения. https://www.protoexpress.com/blog/signal-propagation-delay-pcb/

• поскольку вы не определили никаких параметров, я могу предложить только несколько общих положений.

Я вижу 2-контактный разъем для неэкранированного кабеля. Эти провода станут гораздо лучшими антеннами, чем ответвления трассы к контрольным точкам.

На печатной плате рядом с ним есть что-то похожее на дифференциальный LC-фильтр, а катушки индуктивности выглядят довольно массивными, поэтому я предполагаю, что это не высокоскоростная сигнальная линия.

Поэтому для помехоустойчивости, я думаю, вам следует сосредоточиться на таких вещах, как:

• какой у вас сигнал в этих 2-х проводах (два сигнала, или дифференциальный)

• это чувствительный сигнал, который нуждается в экранировании? или нет?... или что-то вроде блока питания, которому все равно

• подумайте над конструкцией LC-фильтра, посмотрите на частоту собственного резонанса катушки индуктивности, может быть, лучше использовать ферритовый шарик?

• Если это дифференциальный сигнал, будет ли полезен синфазный дроссель? У них также есть индуктивность рассеяния, поэтому, например, если вы замените свои 2 катушки индуктивности дросселем CM, вы можете сэкономить часть и получить как синфазную, так и дифференциальную фильтрацию...

• Кроме того, ваши фильтрующие колпачки будут иметь меньшую индуктивность, если вы замените тонкую дорожку на землю на более широкую дорожку. Вы также можете использовать несколько переходных отверстий.

• Будь то 2 сигнала или дифференциальная пара, куда течет синфазный/обратный ток?

• Крышки фильтра сбрасывают шум от кабеля на GND через переходное отверстие, делая этот бит GND чем-то вроде «земли шасси». Этот ток каким-то образом вернется, чтобы замкнуть контур через заземляющий слой. Каков его путь? Он не должен проходить через GND чувствительной аналоговой схемы. Вот почему обычно безопаснее размещать все разъемы на одном краю с крышками фильтров там, чтобы неразбериха синфазных шумовых токов содержалась в этой части заземляющего слоя.

Да, контрольные точки абсолютно точно могут быть источниками шума, если узел с контрольными точками имеет высокий импеданс. Для высокочастотных сигналов они также могут быть источником искажений из-за вносимой ими неоднородности.

Первая проблема, антенна .

Как вы их нарисовали, контрольные точки образуют маленькие антенны. Это делает их склонными к улавливанию радиочастотного шума внутри и снаружи вашей системы.

• Для цифровых устройств любая контрольная точка с импедансом выше 10 кОм (например, внутренняя подтяжка вверх/вниз на логических ИС) может быть уязвима для радиочастотных наводок.
• Для аналогового сигнала чувствительность зависит от импеданса цепи и требуемого отношения сигнал/шум.

В обоих случаях, если тестовый узел имеет низкий импеданс и целостность высокочастотного сигнала не вызывает беспокойства, то контрольные точки не будут такой проблемой. (Я расскажу о проблеме SI ниже.)

Как возникает этот вопрос? Любой источник РЧ рядом с вашей системой (например, сотовый телефон) может быть «агрессивным источником» РЧ, который может нарушить ее работу. Например, помните компьютерные динамики, которые «трещали», когда поблизости находился мобильный телефон? Это внешние радиочастотные помехи.

Частью квалификации продукта является один особенно неприятный тест: восприимчивость к ЭМС . Этот тест предназначен для выявления уязвимости целевой системы к агрессивному радиочастотному сигналу. Испытательная установка направляет мощный радиочастотный сигнал на цель в широком диапазоне частот.

Во время теста на восприимчивость эти антенны, образованные контрольными точками, будут купаться в этом мощном РЧ-сигнале, и если узел, на который указывает тестовая точка, уязвим (высокий импеданс и/или чувствительный), этот РЧ-сигнал попадет в вашу схему, что приведет к ее неисправности, как эти дешевые компьютерные колонки.

Если вам абсолютно необходимы TP антенного типа, и если ваша схема это позволяет, вы можете смягчить эффекты наводки шума, добавив емкость к земле в контрольной точке. Это шунтирует агрессивную радиочастотную энергию на землю. Этот метод полезен для статических сигналов, таких как варианты логической перемычки или аналоговые звуковые частоты. Это не обязательно хороший выбор для любого критического сигнала.

Теперь, что касается второй проблемы (и скрытого светодиода): разрыв импеданса . Контрольные точки, как вы показали, вводят заглушку сигнала . Заглушки вызывают отражения, которые искажают высокочастотный сигнал, будь то цифровой или аналоговый. Это приведет к искажению высокоскоростного сигнала, что может привести к сбоям в работе вашей системы или, по крайней мере, снижению ее производительности.

Если вам по-прежнему абсолютно необходима контрольная точка, уменьшите ее влияние, переместив ее так, чтобы она находилась непосредственно на трассе без заглушки . Это также устраняет проблему с антенной, устраняя антенну.

Вызов фрейма: почему они там вообще?

Цель контрольных точек — обеспечить легкий доступ к сигналам, которые вы иначе не смогли бы получить.

В этом случае ваши сигналы находятся на штырьковом разъеме со сквозным отверстием. Вы уже можете:

• Держите щуп на контактных площадках на нижней стороне платы.
• Временно припаяйте провода к контактным площадкам на нижней стороне платы.
• Поместите щупы на контакты разъема, если он не подключен.
• Если он подключен, не вставляйте разъем слишком далеко, а закрепите щупы на открытых контактах.
• Если он подключен, используйте другой разъем в качестве «удлинителя» и отрежьте на нем немного пластика, чтобы вы могли закрепить щупы на открытых контактах «удлинителя».
• Если он подключен, используйте игольчатый щуп или срежьте изоляцию, чтобы получить доступ к сигналу после разъема.
• Если подключены, посмотрите на сигналы в том месте, где они выходят на другом конце провода.

Если это сигнал с высокой пропускной способностью, возможно, эти параметры недостаточно хороши. Однако в этом случае базовая контрольная точка с клипсой недостаточно хороша. Как минимум, вам понадобится 0 В непосредственно рядом, а на печатной плате должна быть балансирующая дорожка 0 В внизу; и более чем вероятно, что контрольная точка должна быть коаксиальным разъемом. И в этот момент нам нужно подвергнуть сомнению пригодность J1 для этой цели, чтобы у вашего проекта были более серьезные проблемы, чем просто контрольные точки.

Короче говоря, у вас все равно нет причин для существования этих контрольных точек, поэтому удалите их.