EMI की वजह से SPI के विकल्प

Question

मैं वर्तमान में प्लास्टिक एनक्लोजर से युक्त एक प्रणाली बनाता हूं जिसमें एमसीएम से 7 सेमी तक बात करते हुए 2 सेमी हर्ट्ज एसपीआई का उपयोग करते हुए लगभग 2 सेंटीमीटर लंबे तारों पर बात की जाती है।

समस्या यह है कि मैं ईएमआई के बारे में चिंतित हूं। मैंने जो कुछ पढ़ा है, वह बताता है कि किसी भी प्रकार का डिजिटल सिग्नल जो सुरक्षित रूप से एक ग्राउंडेड मेटल चेसिस में पीसीबी पर नहीं है, ईएमआई परीक्षण को पास करने के लिए बहुत अधिक विकीर्ण करेगा। मुझे लगता है कि इसमें I2C भी शामिल होगा।

क्या यह ईएमआई परीक्षण विफल होने की संभावना है? इस बारे में क्या किया जा सकता है?

मैं किसी भी तरह के उत्तर की तलाश में हूं, जिसमें "एक अलग बस / एडीसी का उपयोग करें", लेकिन उन उत्तरों को शामिल नहीं है जिनमें यांत्रिक परिवर्तन शामिल हैं: "एक ही पीसीबी पर सभी एडीसी डालें" या "पूरी बात एक धातु बॉक्स में रखें" । मैं विशेष रूप से एसपीआई के लिए अंतर बसों सहित लो-ईएमआई विकल्पों में रुचि रखता हूं।

आवेदन के बारे में कुछ प्रासंगिक जानकारी यहां दी गई है। कृपया मुझे बताएं कि क्या आपको और चीजें जानने की जरूरत है:

• 6 तार प्रत्येक ADC बोर्ड (पावर, GND, CS, CLK, MOSI, MISO) में जाते हैं।
• ADCs वर्तमान में MCP3208 (माइक्रोचिप 8-चैनल, 12-बिट) हैं
• मैं एक सख्त जगह विवश अनुप्रयोग में काम कर रहा हूँ , इसलिए तारों में परिरक्षण जोड़ना वास्तव में एक विकल्प नहीं है।
• कुछ प्रकार की अंतर बस (केवल एक या दो जोड़े) का उपयोग करना अच्छा होगा, लेकिन अंतर संचार के साथ एकमात्र एडीसी बहु-एमएसपीएस एलवीडीएस प्रकार के होते हैं।
• कैन शायद बहुत धीमी गति से है, और इस तरह के अंतरिक्ष के लिए भी भारी है।
• नमूना दर: मुझे 1kHz पर हर चैनल का नमूना लेना होगा।

जोड़ा गया:

बस अंतरिक्ष की कमी का एक विचार देने के लिए:

यहां आप ADC PCB में से एक देख सकते हैं। यह वास्तव में एक MCP3208 के बजाय एक MCP3202 है, लेकिन यह संगत (ish) है। यह एक TSSOP 8 पैकेज में है। पीसीबी 11 मिमी x 13 मिमी है। काली केबल 2 मिमी व्यास है। जैसा कि आप देख सकते हैं, एक कनेक्टर के लिए जगह भी नहीं है और तारों को सीधे पीसीबी में मिलाया जाता है, फिर पॉट किया जाता है। कनेक्टर की कमी पीसीबी स्पेस की कमी के बजाय आसपास के अंतरिक्ष बाधाओं के कारण है।

Comments

केबलों को परिरक्षण को अव्यावहारिक कैसे माना जा सकता है लेकिन तारों की संख्या को दोगुना करना (डिफिकल्ट सिगनलिंग) को व्यावहारिक माना जाता है?

— तैमूर

क्षमा करें, मुझे और अधिक स्पष्ट होना चाहिए था। मेरा मतलब कुछ ऐसा था जैसे CAN, जो 2 वायर डिफरेंशियल है। स्पष्ट रूप से तारों की संख्या को दोगुना करना असंभव है। मैंने प्रश्न संपादित किया है।

— रॉकेटमैग्नेट

विशेष रूप से, आप किस प्रकार का परीक्षण / प्रमाणन पास करने की कोशिश कर रहे हैं?

— जोएल बी

@JoelB - क्षमा करें, मैं EMI के लिए नया हूं, इसलिए मुझे वास्तव में यकीन नहीं है। लेकिन कुछ बिंदु पर हम कुछ प्रकार की ईएमआई परीक्षण करने जा रहे हैं। शायद ईएमआई परीक्षण के कुछ सामान्य / उपभोक्ता स्तर हैं, अगर ऐसी कोई बात है।

— रॉकेट

@Rocketmagnet, ओह, मुझे गलत मत समझिए कि आप बहुत आसानी से एंटीना बना रहे हैं। इसके लिए डिजाइन विधियां हैं, वह इसमें और अधिक हो जाता है, लेकिन अगर आप केबल कोई आवृत्ति नहीं ले रहे हैं, तो आपके लिए एक ईएमआई परीक्षण जांच ठीक होगी, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि आप अन्य स्थानों से अन्य उच्च आवृत्तियों के शोर को युग्मित नहीं कर रहे हैं। बाहर (जो हाई स्पीड डिजिटल डिज़ाइन के रूप में आसान है)। मैं सिर्फ आपके मुद्दे का बेहतर विचार चाहता था। मुझे सवाल बहुत पसंद है और यह पहले से ही मेरी +1

— कोर्तुक

Answer 1

5 सेमी केबल से अधिक 2 मेगाहर्ट्ज एसपीआई विशाल नहीं है। मैं 10 सेमी से अधिक केबल पर 30 मेगाहर्ट्ज एसपीआई करता हूं, एफसीसी क्लास बी और सीई समकक्ष पास करता हूं। कुंजी यह सुनिश्चित करने के लिए है कि आपके पास एक अच्छी केबल है (लूप क्षेत्र के लिए सबसे अच्छा आप कर सकते हैं) को नियंत्रित करना, और अपने संकेतों को ठीक से समाप्त करना।

आप केबल के बीच में कहीं शक्ति / GND सिग्नल लगाकर लूप एरिया के लिए नियंत्रण करते हैं: कनेक्टर के दोनों मध्य, लेकिन तारों के बंडल के बीच में भी। आम तौर पर आपके पास प्रति संकेत एक शक्ति या जीएनडी होगा, लेकिन चूंकि यह शायद ही कभी एक व्यावहारिक समाधान है जो आपके पास सबसे अच्छा है जो आपके पास है। इसके अलावा, केबल के दोनों सिरों पर PCBs पर एक या दो डिकूपिंग कैप लगाना सुनिश्चित करें।

संकेतों को उचित रूप से समाप्त करना थोड़ा मुश्किल हो सकता है क्योंकि आपके पास अपने केबल पर नियंत्रित बाधा नहीं है। मैं क्या करूँगा कि केबल के दोनों सिरों पर PCB पर RC फ़िल्टर लगाना है। RC फ़िल्टर में केबल साइड पर C और चिप साइड पर R होगा। सिग्नल ड्राइवर पर, मैं लगभग 75 ओम के आर और लगभग 1 एनएफ के सी के साथ शुरू करूंगा। रिसीवर में, आर लगभग 10 ओम और सी अभी भी 1 एनएफ होगा। एक बार जब आपके पास निर्मित प्रोटोटाइप होते हैं तो आपको विभिन्न मूल्यों की कोशिश करनी चाहिए। अनिवार्य रूप से आप आर और सी के लिए उच्च मूल्य चाहते हैं, लेकिन इतना अधिक नहीं है कि काम करना बंद हो जाता है या सिग्नल का स्तर बहुत कम हो जाता है। आपके संकेतों के किनारों को बहुत गोल दिखना चाहिए, लेकिन कोई रिंगिंग नहीं होनी चाहिए और सिग्नल ट्रांज़िशन बैंड में घड़ियों को अच्छा होना चाहिए (आमतौर पर 0.8 से 2.0 वोल्ट)।

ईएसडी सुरक्षा के लिए कम से कम 3 एनएफ का कैप मूल्य आदर्श है, लेकिन यह आपके आवेदन में एक मुद्दा नहीं हो सकता है।

Comments

आपके उत्तर के लिए धन्यवाद। हां, मुझे पूरा यकीन है कि यह कई बिंदुओं पर प्रतिबाधा बदलता है क्योंकि यह पीसीबी से कनेक्टर से केबल तक जाता है, आदि। इसके अलावा, सभी सीएलसी में सीएस, सीएलके और एमओएसआई लाइनें साझा की जाती हैं। क्या इससे कुछ अन्तर पड़ता है ?

— Rocketmagnet

@Rocketmagnet RC फ़िल्टर अनिवार्य रूप से ओवर-टर्मिनेट होने जा रहा है। इसीलिए सिग्नल बहुत गोल-गोल दिख रहे हैं। यह आपके लिए कई काम करेगा, सबसे महत्वपूर्ण प्रतिबाधा इतनी महत्वपूर्ण नहीं है। आपको CS, CLK और MOSI सिग्नल को रीबॉन्फ़र करना चाहिए ताकि वे केबलों में साझा न हों। कभी-कभी यह संभव नहीं होता है इसलिए दूसरा (दूर का) सबसे अच्छा है कि प्रत्येक केबल के लिए अलग-अलग समाप्ति का उपयोग करें, और समाप्ति को साझा न करें।

Answer 2

कैन निश्चित रूप से इस तरह के आवेदन में आपका सबसे अच्छा दांव है। यह अंतर है, और वास्तव में प्रत्येक बोर्ड पर जाने वाले तारों की संख्या को कम करना चाहिए। यदि आप सात चिप्स, आठ चैनल प्रति चिप, बारह बिट प्रति चैनल, नमूना समय के अनुसार 672 बिट डेटा का नमूना ले रहे हैं। 1 kHz नमूनों पर, 1 Mbit अंतरण दर, वह प्रति नमूना समय 1000 बिट्स है। यह आपको ओवरहेड के लिए बहुत जगह नहीं छोड़ता है, इसलिए आप एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करने पर विचार कर सकते हैं जिसमें दो अलग-अलग कैनबस नियंत्रक बनाए गए हैं (माइक्रोचिप कई बनाती है, मैं dsPIC 30F6012a का उपयोग करता हूं।) अपने ए / एस को दो busses में विभाजित करें, अपने साथ। दोनों पर केंद्रीय माइक्रोकंट्रोलर, और आपके पास बहुत सारे बैंडविड्थ होना चाहिए।

दूसरे छोर पर, आप ए / डी कन्वर्टर्स को माइक्रोकंट्रोलर्स के साथ बदलने पर विचार कर सकते हैं। dsPIC 30F4013 एक अच्छा विकल्प हो सकता है। 13 12-बिट ए / डी चैनल, प्लस कैनबस।

वैकल्पिक रूप से, मुझे लगता है कि आप SPI को RS-485 जैसे अंतर वोल्टेज प्रोटोकॉल से / में परिवर्तित कर सकते हैं। लेकिन मुझे इस बारे में पर्याप्त जानकारी नहीं है कि मैं समझदारी से टिप्पणी करूं।

Comments

आपके उत्तर के लिए धन्यवाद। मैंने CAN पर विचार किया है, लेकिन अंत में, मुझे यकीन नहीं है कि घटकों के लिए पर्याप्त जगह है। यदि कोई छोटे कैन ट्रांसीवर उपलब्ध थे, तो यह संभव हो सकता है। सबसे छोटा मैं पा सकता हूँ SOIC 8.

— रॉकेटमैग्नेट

!! जब आप अंतरिक्ष-विवश कहते हैं, तो आपका मतलब है! आप इस उत्तर को देख सकते हैं: Electronics.stackexchange.com/a/30596/7523 जाहिर है, आप इस परिस्थिति में ट्रांसीवर का उपयोग नहीं करने के साथ दूर होने में सक्षम हो सकते हैं। मुझे निश्चित रूप से यह जानने में दिलचस्पी होगी कि क्या आप कर सकते हैं!

— स्टीफन कॉलिंग्स

हे। उस उत्तर पर नाम देखें जिसे आपने लिंक किया था।

— Rocketmagnet

तो उस चीज़ के बारे में जो मैंने समझदारी से टिप्पणी करने के लिए पर्याप्त नहीं जानता है? हाँ।

— स्टीफन कॉलिंग्स