Misurazione emissione PWM su 24Vdc con analizzatore di spettro

[Piccio]

Salve.
Sto terminando la realizzazione di una scheda con a bordo un paio di PWM con LM22676 (max 25W ciascuno)ed un altro paio di DCDC di piccola potenza.
La scheda sarà alimentata a 24Vcc da un alimentatore non fornito da me di cui so nulla e ancor meno so della distanza tra la mia scheda e tale fonte di alimentazione.
Visto che dispongo di un analizzatore di spettro, volevo premunirmi e misurare sul campo le emissioni lungo i cavi a maggior garanzia di noie future.
Purtroppo sono piuttosto ignorante in merito e chiedo a qualche buon'anima più esperta di me come valutare la bontà dell'impianto.
Naturalmente andrei sul campo con ferriti ed induttanze per un tuning finale.
Le schede sono 3 identiche e può darsi che ognuna abbia bisogno del suo "accordo".
L'analizzatore arriva a 3GHz ma la frequenza dei PWM è 500KHz fissa.
L'ingresso dovrò attenuarlo per quanto riguarda la DC mentre il guadagno dello stadio d'ingresso credo sia 148 dB (se ben ricordo).
In altre parole: collegando l'analizzatore in parallelo alla 24Vcc (attenuata per non bruciarlo), cosa devo leggere per stare tranquillo?

P.S.: fa molto di "macchina che fa "Bing!" dei Monty Python.

Grazie.
Piccio.

[blisca]

"Piccio" <***@picciatiandrea.it> ha scritto nel messaggio news:9a36fba9-ee33-4dd4-84da-***@googlegroups.com...
Salve.
Sto terminando la realizzazione di una scheda con a bordo un paio di PWM con
LM22676 (max 25W ciascuno)ed un altro paio di DCDC di piccola potenza.
La scheda sarà alimentata a 24Vcc da un alimentatore non fornito da me di
cui so nulla e ancor meno so della distanza tra la mia scheda e tale fonte
di alimentazione.
Visto che dispongo di un analizzatore di spettro, volevo premunirmi e
misurare sul campo le emissioni lungo i cavi a maggior garanzia di noie
future.
Purtroppo sono piuttosto ignorante in merito e chiedo a qualche buon'anima
più esperta di me come valutare la bontà dell'impianto.
Naturalmente andrei sul campo con ferriti ed induttanze per un tuning
finale.
Le schede sono 3 identiche e può darsi che ognuna abbia bisogno del suo
"accordo".
L'analizzatore arriva a 3GHz ma la frequenza dei PWM è 500KHz fissa.
L'ingresso dovrò attenuarlo per quanto riguarda la DC mentre il guadagno
dello stadio d'ingresso credo sia 148 dB (se ben ricordo).
In altre parole: collegando l'analizzatore in parallelo alla 24Vcc
(attenuata per non bruciarlo),

direi piuttosto disaccoppiata

cosa devo leggere per stare tranquillo?

ciao,non so molo di misure sui cavi a 24Vmle ho sempre viste fare sulla
230,intanto ti dico una cosa che potrebbe esserti utile

gli analizzatori di spettro per certificazioni sono fatti in modo da fare
uno sweep lineare e non logaritmico nella banda di interesse,e devono avere
un "tempo di sosta" su quello step di frequenza,tale da fare una corretta
misurazione,cioè da pesare nel bene e nel male tutto quello che può capitare
in quella banda.
Questo si traduce in una sweeppata di circa 8-10 minuti.
Il tuo analizzatore può fare ciò?Altrimenti rischi che ad esempio da 20 a
20.1 MHz ci passi in un ns,e in quel tempo la combinazione tra fase della
230Vac e commutazione del tuo alimentatore potrebbe essere fortuitamente
buona,ma poi in laboratorio non passi la prova(nel tuo caso a 24VDC il
problema non c'è,na angari ne rimangono altri)

può ssere utile
http://users.libero.it/sandry/spettro.pdf

oppure cerca "emissioni condotte banda" e leggi il pdf dell Un. di Cassino

[Piccio]

Il giorno domenica 21 luglio 2013 22:42:49 UTC+2, blisca ha scritto:

...

Post by blisca
Questo si traduce in una sweeppata di circa 8-10 minuti.
Il tuo analizzatore può fare ciò?Altrimenti rischi che ad esempio da 20 a
20.1 MHz ci passi in un ns,e in quel tempo la combinazione tra fase della
230Vac e commutazione del tuo alimentatore potrebbe essere fortuitamente
buona,ma poi in laboratorio non passi la prova(nel tuo caso a 24VDC il
problema non c'è,na angari ne rimangono altri)

Buono a sapersi ma per fortuna non dovrei ricadere in quella casistica.
Ho un carico perfettamente costante ed il circuito è perlopiù analogico.
In effetti non avrei necessità di fare simili test ma visto che l'impianto che vado a pilotare è piuttosto importante vorrei dare risposte precise in caso di domande imbarazzanti.

Post by blisca
oppure cerca "emissioni condotte banda" e leggi il pdf dell Un. di Cassino

Procedo.
La vera questione è che non conosco i range entro i quali si può/deve stare e comincio a pensare che l'emissione sia meglio misurarla con uno shunt (corrente quindi).
Temo che lo stesso alimentatore serva il PLC che piloterà la mia scheda ma so che dispongono di filtri d'ingresso piuttosto pregiati. :)

Piccio.

[strelnikov]

La vera questione è che non conosco i range entro i quali si può/deve stare e comincio a pensare che l'emissione sia ...corrente

Esatto. E a monte della tua scheda dovrebbe esserci un accrocchio (LISN)
che mostri alle tue correnti un' impedenza linearizzata su tutta la
gamma di misura (tipicamente 50 ohm), che filtri il contributo spettrale
della sorgente di alimentazione, e infine che abbia una porta d' uscita
a 50 ohm per l' analizzatore di spettro.

Ciao
OlMirko

[Piccio]

Post by strelnikov
Esatto. E a monte della tua scheda dovrebbe esserci un accrocchio (LISN)
che mostri alle tue correnti un' impedenza linearizzata su tutta la
gamma di misura (tipicamente 50 ohm), che filtri il contributo spettrale
della sorgente di alimentazione, e infine che abbia una porta d' uscita
a 50 ohm per l' analizzatore di spettro.

Grande contributo.
Creo che potrò cavarmela con un condensatore in parallelo all'alimentatore a monte, un'induttanza per HF a ridosso del condensatore e un solo ramo RC per l'analizzatore.
Magari ci metto un paio di 1N4148 in parallelo con l'ingresso per evitare il peggio allo strumento in fase di accensione: praticamente è nuovo, mai usato seriamente e l'ho acquistato proprio per questa funzione (che non so applicare come avrete notato, ma tutti i viaggi cominciano da un passo). :-|

Piccio.

[strelnikov]

Post by Piccio
Creo che potrò cavarmela con un condensatore in parallelo all'alimentatore a monte, un'induttanza per HF a ridosso del condensatore e un solo ramo RC per l'analizzatore.
Magari ci metto un paio di 1N4148 in parallelo con l'ingresso per evitare il peggio allo strumento in fase di accensione: praticamente è nuovo, mai usato seriamente e l'ho acquistato proprio per questa funzione (che non so applicare come avrete notato, ma tutti i viaggi cominciano da un passo). :-|
Piccio.

Credo che dovresti considerare l'emissione sia del positivo che del
negativo rispetto alla terra, misurandoli uno alla volta. Perciò i
condensatori dovrebbero essere messi tra ciascun capo della sorgente di
alimentazione e terra, poi dovrebbero esserci i due induttori, infine i
due rc verso terra, una delle due R essendo un resistore antinduttivo
per rf, e l'altra il BNC dell' analizzatore.
Invece dei due 1N4148, per proteggere lo strumento considererei uno di
quei ponti di schottky che si mettono a protezione delle porte usb.

Ciao
OlMirko

[Andrea I0ADY]

Post by Piccio
Grande contributo.
Creo che potrò cavarmela con un condensatore in parallelo
all'alimentatore a monte, un'induttanza per HF a ridosso del
condensatore e un solo ramo RC per l'analizzatore.

piccolo contributo:
ricorda che un qualsiasi condensatore ha una sua induttanza e questa aumenta
di molto per valori alti (ceramici multistrato ecc ecc per non parlare di
quelli "avvolti") e a frequenze alte anche la lunghezza dei reofori ci mette
del suo ...

Post by Piccio
Magari ci metto un paio di 1N4148 in parallelo

e qui starei su diodi veloci, ma forse questo e' meno importante

buon lavoro
Andrea I0ADY

[Claudia]

Post by Piccio
Grande contributo.
Creo che potrò cavarmela con un condensatore in parallelo all'alimentatore a monte, un'induttanza per HF a ridosso del condensatore e un solo ramo RC per l'analizzatore.
Magari ci metto un paio di 1N4148 in parallelo con l'ingresso per evitare il peggio allo strumento in fase di accensione: praticamente è nuovo, mai usato seriamente e l'ho acquistato proprio per questa funzione (che non so applicare come avrete notato, ma tutti i viaggi cominciano da un passo). :-|
Piccio.

delle LISN si trovano tranquillamente gli schemi ed è facle autocostruirsene...il problema, come stai toccando tu con mano è poi saperle mettere ed utilizzare...
ad esempio volendo lavorare con la 230Vac non dovrai avere linea protetta da differenziale (le lisn vere hanno un condensatore grosso verso terra e lo farebbero scattare)(lo so non è il tuo caso ma volevo fare un esempio)
comunque non fare una lisn buona significa andare a misurare qualcosa ma non essere certo di aver misurato bene...ha senso????
oltre ciò necessiti di un piano di massa a cui collegare la lisn......
e questo solo se vuoi considerare i disturbi solo nel range basso...se vuoi andare a vedere (come si deve) quelli oltre......le cose si complicano, arrivato a 88MHz dovrai tagliare fuori la FM e poi sù sù pure schermare le TV...
insomma......
il mio consiglio sarebbe quello di investire qualcosa, se vuoi soddisfare la tua curiosità, e andare in un laboratorio (così ti chiarisci pure le idee su quelle che sono le indagini che una apparecchiatura elettronica deve subire!

[Claudia]

Post by Piccio
La vera questione è che non conosco i range entro i quali si può/deve stare e comincio a pensare che l'emissione sia meglio misurarla con uno shunt (corrente quindi).

dipende da cosa vuoi valutare e cosa ti spaventa.se hai paura che il tuo PWM emetta nel range in cui il segnale si considera prevalentemente condotto (nelle normative generiche 150kHz-30MHz) oppure che sia lo spezzone di cavo che ti separerà poi dall'alimentatore ad emettere nel range superiore (ebbene sì ce la puoi fare a costruire un pettine se non smorzi bene i fronti delle commutazioni)
(in quel acos ccome minimo si parla di valutare ma non mediante LIS ma con clamp l'emissione fino a 300MHz...o addirittura vuoi controllare tutto il range di interesse delle prove che dovrà sostenere poi l'assieme in cui andranno le schede...e in quel caso la cosa si complica perchè va scandagliato il range fino a 6GHz (* prendiamo il caso peggiore) però serve un ambiente apposito ed antenne , oltre allo strumento di misura!!!

Post by Piccio
Temo che lo stesso alimentatore serva il PLC che piloterà la mia scheda ma so che dispongono di filtri d'ingresso piuttosto pregiati. :)

scusami ma non puoi tagliare la testa al toro e cercare di silenziare tu la tua scheda con smorzamento dei fronti e/o filtro in ingresso alla 24?
così eviti che il filo di collegamento all'alimentatore sia una perfetta antenna e ti chiami fuori dal resto dei problemi di emissione (e parzialmente ti sistemi pure per quelli di suscettibilità!!!)

[Piccio]

Il giorno martedì 23 luglio 2013 13:54:31 UTC+2, Claudia ha scritto:

...

Post by Claudia
scusami ma non puoi tagliare la testa al toro e cercare di silenziare tu la tua scheda con smorzamento dei fronti e/o filtro in ingresso alla 24?
così eviti che il filo di collegamento all'alimentatore sia una perfetta antenna e ti chiami fuori dal resto dei problemi di emissione (e parzialmente ti sistemi pure per quelli di suscettibilità!!!)

Innanzitutto ti ringrazio per le preziosissime dritte. :)
In effetti mi sto fasciando la testa prima di essermela rotta.
Un paio di giorni fa ho potuto verificare sull'impianto il tipo di cablaggio e confermo che la tensione di alimentazione è condivisa da una marea di altre cose (quadri di una centrale elettrica).
Il filtro suila scheda è presente (10uH per alta corrente HF oltre a condensatori multistrato) ma l'ho inserito solo sul positivo mentre la massa resta immacolata per via che l'output della scheda la deve condividere con una 4..20mA e non vorrei assistere a brutti fenomeni oscillatori.
In ogni caso devo tornare sull'impianto per il tuning finale e proverò a fare qualche semplice verifica nella gamma da te indicata (fino a 30 MHz, non certo 6GHz).
Le schede (tre identiche) verranno alloggiate su barra DIN dove spuntano le coppie della 24V e non ho modo di rincorrere il cablaggio fino alla fonte oltre al fatto che non potrei sapere se certe emissioni sono proprio dovute alle mie apparecchiature e non ad altro preesistente.
Realizzo un LISN d'emergenza (mi sono procurato qualche 50uH su toroide) e mi guardo il film sull'analizzatore di spettro: è triste a dirsi ma diviene importante non tanto l'esito della prova quanto il fatto di averla condotta per poter dare qualche risposta... :|
Così come la dissipazione termica: il finale scaldicchia sui 55 gradi max ma il fatto di documentarlo con una termocamera e qualche scatto rende tutti più sereni.
Se non altro per il fatto che qualcuno non potrà dire che certi parametri non si conoscevano.

Grazie.
Piccio.

[Claudia]

Post by blisca
direi piuttosto disaccoppiata

esatto e non solo , per la misura di emissioni di questo tipo in genere si usa una rete (LISN) che rende indipendente il misuratore e stabilizza l'impedenza vista dall'utilizzatore per renderlo indipendente dal generatore della tensione di alimentazione

Post by blisca
ciao,non so molo di misure sui cavi a 24Vmle ho sempre viste fare sulla
230,intanto ti dico una cosa che potrebbe esserti utile
gli analizzatori di spettro per certificazioni sono fatti in modo da fare
uno sweep lineare e non logaritmico nella banda di interesse,

no, no, questo non è detto, anzi per valutare le emissioni e quasi sempre da preferire la scala delle frequenze logaritmica
e devono avere

Post by blisca
un "tempo di sosta" su quello step di frequenza,tale da fare una corretta
misurazione,cioè da pesare nel bene e nel male tutto quello che può capitare
in quella banda.
Questo si traduce in una sweeppata di circa 8-10 minuti.

ancora no.
questo potrebbe (ma metto un asterisco enorme perchè sarebbe da spiegare molto) essere vero se tu volessi fare la misura in quasi picco o valor medio...ma allora i tempi per la scansione del range che in genere si va a considerare per le emissioni condotte sarebbero ben più grandi di 8-410 minuti!!!!
la norma permette la scansione in picco ma va valutato il tipo dio emissione e fatte poi le eventuali misure particolari nel detector (quasi picco e valor medio) di cui esiste limite nelle norme.

[blisca]

Post by blisca
gli analizzatori di spettro per certificazioni sono fatti in modo da fare
uno sweep lineare e non logaritmico nella banda di interesse,

Post by Claudia
no, no, questo non è detto, anzi per valutare le emissioni e quasi sempre
da preferire la scala delle frequenze logaritmica

aspetta...una volta effettuata la misura è chiaro che ci vuole la scala
logaritmica,altrimenti per vederle in scala lineare servirebbe un rotolo più
che un foglio,
ma la misura deve avvenire con un filtro passa banda sempre della stessa
larghezza,che sosta su ogni step per un certo tempo e lo sweep (e non la
scala ) dovrà quindi essere lineare
o sbaglio?

Per il tempi mi pare di ricordare che misure a cui ho assistito, nel campo
dell'illuminotecnica,o dei cronotermostati,anche quasi-picco,fossero sempre
dell'ordine dei 10 minuti,possibile?

[Claudia]

Post by blisca

Post by Claudia
no, no, questo non è detto, anzi per valutare le emissioni e quasi sempre
da preferire la scala delle frequenze logaritmica

aspetta...una volta effettuata la misura è chiaro che ci vuole la scala
logaritmica,altrimenti per vederle in scala lineare servirebbe un rotolo più
che un foglio,
ma la misura deve avvenire con un filtro passa banda sempre della stessa
larghezza,che sosta su ogni step per un certo tempo e lo sweep (e non la
scala ) dovrà quindi essere lineare
o sbaglio?

i nuovi ricevitori (accidenti a chi progetta gli strumenti di misura senza saperli usare!) non hanno scala logaritmica ma quello è un altro conto....e quello di cui parli tu non è relativo all'intera banda ma è la misura particolare di cui parlavo nei soli punti in cui va indagato meglio.

Post by blisca
Per il tempi mi pare di ricordare che misure a cui ho assistito, nel campo
dell'illuminotecnica,o dei cronotermostati,anche quasi-picco,fossero sempre
dell'ordine dei 10 minuti,possibile?

solo se consideri parti mooolto piccole
considera un po'.....quanti punti ci sono da 150kHz a 30MHz muovendoti con 1/2 larghezza d banda (9kHz)??????
per ogni punto.....quanto ci dovrebbe stare per fare tutto in 10 minuti??????????????
meno di 100msec son pochini per QP e avg non credi?

[Francesco Sacchi]

Post by Piccio
In altre parole: collegando l'analizzatore in parallelo alla 24Vcc (attenuata per non bruciarlo), cosa devo leggere per stare tranquillo?

Ti hanno già più o meno risposto, però la prova di emissione condotte
viene fatta utilizzando una LISN. Se metti l'analizzatore in parallelo
alla 24V o con lo shunt, oltre a non fare una misura corretta, rischi di
bruciare lo strumento.

La LISN la puoi anche costruire facilmente, alla fine sono qualche
condensatore e un'induttanza, e lo schema si trova facilmente in giro.
Prendi quello della CISPR-16, tipo:
http://www.fischercc.com/productfiles/CISPR16_LISN_DS_e9bb.pdf

Per quanto riguarda le misure, se non ricordo male i limiti della norma,
sono 66dBuV fra 100kHz e 500kHz e 60 dBuV fra 500kHz e 30MHz.

Comunque dipende dal campo di applicazione, quindi informati magari a
quale normativa dovrai sottostare.
Per quanto riguarda l'analizzatore è necessaria una RBW di 9kHz. Per
scandire tutta la banda ci vogliono ~10min.

Ciao!

Francesco

[Claudia]

Post by Francesco Sacchi
Per quanto riguarda le misure, se non ricordo male i limiti della norma,
sono 66dBuV fra 100kHz e 500kHz e 60 dBuV fra 500kHz e 30MHz.
Comunque dipende dal campo di applicazione, quindi informati magari a
quale normativa dovrai sottostare.

esatto
esistono per molti ambienti industria leggera , civile abitazione (diciamo così) navale,.......

Post by Francesco Sacchi
Per quanto riguarda l'analizzatore è necessaria una RBW di 9kHz. Per

sarebbe meglio usare un EMI Receiver...

Post by Francesco Sacchi
scandire tutta la banda ci vogliono ~10min.

in picco!
se vuoi farelo in QP o AVG...campa cavallo!!!

[Francesco Sacchi]

Post by Claudia

Post by Francesco Sacchi
scandire tutta la banda ci vogliono ~10min.

in picco!
se vuoi farelo in QP o AVG...campa cavallo!!!

Penso dipenda da quanto è veloce il software dello strumento a fare la
misura, in average il nostro analizzatore ci mette circa ~10 min, il
tempo non cambia tra le varie modalità.

Ciao!

[Claudia]

Intendi dire su tutto il range da misurare? :-!