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[参考译文] TMS3705:TMS3705和 UCC27424的电磁干扰问题

Guru**** 2338350 points
Other Parts Discussed in Thread: TMS3705
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/wireless-connectivity/other-wireless-group/other-wireless/f/other-wireless-technologies-forum/1498912/tms3705-electromagnetic-interference-issues-with-tms3705-and-ucc27424

部件号:TMS3705

工具/软件:

您好! 我希望此消息能帮您找到答案。

我们目前在项目中遇到技术问题、如果您与任何客户遇到类似情况、我们希望请求您的支持。

我们使用 TMS3705应答器开发了一个用于动物识别的 RFID 读写器电路,工作频率为134.2 kHz。 当前平均读数范围约为20cm。电路由以下模块组成:

读取天线:220uH Q 21 (尺寸240 x 240mm)、2个3.3nF 并联谐振电容器= 6.6nF、调谐至134.2kHz;

功率驱动器(UCC27424D)、负责放大 TMS3705生成的信号并将其应用于天线;

TMS3705 IC、执行调制/解调和 RFID 系统控制;

陶瓷振荡器(CSTCR4M00G53A-R0)、4 MHz、用作 TMS3705的时钟源;

ATmega328P 微控制器、可与 TMS3705 (发送和接收串行数据)连接。

该电路由12V 开关电源供电、当由变频器驱动的电机在同一电网上运行时(即使物理距离很远)、就会出现问题。 在这些情况下、转发器的读数范围显著减小。

为了减轻这种干扰、我们已经采取了以下措施:

在电源输入端安装无源 EMI 滤波器;

在开关电源输出端安装无源 EMI 滤波器;

使用12V 输出中的隔离式直流/直流转换器;

在电路和阅读天线之间使用屏蔽电缆。

尽管采取了这些行动、但问题仍然存在。 我们观察到使用直流/直流转换器时范围略有改善、我们认为这是由于额外的接地路径所致。 实际上、用手指触摸电路的 GND 端子也可以显著提高距离、从而强化电磁干扰假设。

目前、我们没有解决该问题的明确替代方案、我们想知道您的技术团队是否有任何其他建议、或者您是否在现场遇到过类似情况。

我们期待着任何可能帮助我们的指导或建议。 提前感谢您的关注 和 支持。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    你好、Vinicius、  

    首先、您使用哪种天线? 此外、您是否在连接到某种电池组或与电动机不在同一电网上的电源时测试了电路?  

    PCB 上的接地平面有多大、是整个 PCB 背面?  

    请告诉我、我希望在本周结束时为您提供一个解决方案(04/11)。  

    谢谢、

    Isaac

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    您好、Isaac、

    感谢您的答复。

    是的、我们在另一个网络上进行了无干扰测试、范围恢复正常。

    我们使用了一根尺寸为240mm x 240mm 的手动绕线方形天线、该天线采用 AWG30铜线220uH、Q 系数为21。
    电路板的整个正面都有一个接地平面、尺寸为80mm x 70mm。

    在电路板底部、存在断开的网状网络。

    我们还使用没有接地平面的电路板进行了测试、发生了相同的问题。
    此外、我们尝试了几种类型的交换电源、包括来自 PC 和笔记本电脑的交换电源 、但没有成功。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    你好、Vinicius、  

    很抱歉耽误你的时间。 我将与团队中的硬件工程师一起查看提供的原理图。 我要提到的是、我们通常会看到此 IC 使用环路或铁氧体棒状天线。  

    那么、您尝试了 PC 的电源、但仍然看到了问题? 我假设电脑与电动机连接到同一电网?  

    谢谢、  

    Isaac

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    你好、Vinicius、  

    几件事:  

    1.您是否对电力线上噪声的谐振频率进行过任何分析? 如果是、您需要调整旁路电容器的大小以滤除该频率。 这应该有助于提高性能。  

    2.铁氧体磁珠可用于阻断特定频率,如旁路电容器,同样,您需要知道噪声的频率。  

    3.请查看 数据表的第8.1节和第8.3节。 这些将提供绝对最大值和建议运行值。 您需要将器件保持在4.5V 至5.5V 之间、以保持建议的工作电压范围。  

    谢谢、

    Isaac

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    您好、Isaac、

    感谢您的答复。

    是的、PC 电源连接到与电机相同的电网、这可能会使其暴露在相同的电磁干扰(EMI)下。 即使使用 PC 电源、问题仍然存在、这表明尽管在同一电网上使用了不同的电源、但来自电机的噪音足够强、足以破坏系统。

    我们使用示波器的 FFT (快速傅里叶变换)功能、对有电机和无电机运行的电力线进行了分析。 在这两种情况下、观察到的信号都保持不变、显示出60Hz 谐振、且没有明显的谐波。

    我们还测量了天线的谐振频率、结果保持一致、读数约为134kHz、变化范围为±1kHz、如示波器上所示。

    使用的旁路电容器(C13和 C14)的标称值为220 pF。 由于无法检测到高频噪声、我们通过将这些电容器替换为其他不同值(1nF 和 pF)的电容器来执行经验测试、以检查是否对电路行为产生任何影响。 然而、没有观察到明显的效果。

    TMS3705的操作参数符合数据表规格。

    此外、我们将 TMS3705电源输入端的电感器替换为另一个使用铁氧体磁芯的电感器、但这种更改也没有带来任何改善。

    所附图像显示了示波器捕获的电力线和天线频率分析。

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    你好、Vinicius、  

    您能否捕获电路板上5V 和12V 电源的示波器视图? 如果电源有噪声进入 PCB、这里会显示该噪声。  

    此外、电机与器件的物理距离有多近? 该问题可能是由辐射噪声与电源噪声引起的吗? 您能尝试用射频屏蔽层覆盖 IC 吗?  

    此外、从我能看出、电源波形看起来非常干净。 您确定这是导致 RX/TX 距离下降的原因吗?  

    很抱歉耽误响应时间。 请告诉我。  

    谢谢、
    Isaac

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    您好、Isaac、

    感谢您的答复。

    我们在正常条件下以及电网中存在干扰的情况下、在电路板的电源输入端使用示波器进行了分析。 在这两种情况下、信号行为保持不变:它是干净的信号。 为了观察任何显著的变化、有必要将示波器设置为高度敏感的标度、这在此类测量中是正常现象。 这种变化在两种情况下都是一致的。
    天线与电机之间的物理距离约为30米。 不过、当电网稳定时、天线正常工作、这使得辐射噪声是问题原因的假设不太可能发生。
    根据观察到的证据、我们目前的假设是该问题与电源中的噪声有关。 这是因为、在电网中没有干扰的情况下、系统正常工作、而存在干扰的情况下、天线读数范围明显下降。
    随附的屏幕截图显示了电气噪声下5V 和10V 电源轨上的信号。 由于电路板放置在电感 天线上、可能会在这些电源轨上观察到间歇振荡。

    谢谢、  

    Vinicius

    e2e.ti.com/.../Hantek_2D00_6000-Ver2.1.36-_2D00_-_5B00_Scope1_5D00_-2025_2D00_04_2D00_24-16_2D00_48_2D00_31.mp4

    e2e.ti.com/.../Hantek_2D00_6000-Ver2.1.36-_2D00_-_5B00_Scope1_5D00_-2025_2D00_04_2D00_24-16_2D00_42_2D00_42.mp4

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    尊敬的 Isaac:

    早上好。 我希望此消息能帮您找到答案。

    您是否有任何进一步的指导或建议可以帮助我们解决问题? 我们非常感谢您的支持。

    提前感谢您。 我期待您的答复。

    此致、

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    你好、Vinicius、  

    从提供的示波器视图中、我相信可以完全缩小问题范围到电机。 考虑到传输频率为134.2kHz、130kHz 噪声值得关注。  

    我建议在电源轨上添加一个额外的滤波器来滤除该频率噪声。 这可能有助于您的所有电路板、从而在其他器件上防止出现该问题。  

    除此之外、看到的问题不是 TMS3705器件的问题。 如果电源轨包含噪声、尤其是当噪声约为134.2kHz 时、我们无法确认正常运行。  

    谢谢、  
    Isaac

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Isaac、

    非常感谢您的支持和详细分析。

    我们感谢您确认此问题与 TMS3705器件无关。 根据您的观察结果、我们将探讨新的替代方案、包括在电源轨上添加一个额外的滤波器以降低130kHz 附近的噪声。

    这一行动确实可能使我们所有的董事会受益、并有助于防止今后出现类似问题。

    再次感谢您的帮助—我们将继续努力寻求最佳解决方案。

    此致、
    Vinicius