защита цифровых устройств от "иголок" в напряжении

[юрамеханик]

Всем доброе время суток

ситуация такая: есть усб звуковая карта на основе PCM2702
при включении лампы настольной люминесцентный в наушниках слышны щелчки
иногда даже пропадает звук в наушниках, некоторые плееры при этом выдают ошибку некоторые нет
иногда после такого приходится вырубать из розетки звуковуху , иногда хватает выдернуть и засунуть обратно усб кабель

схема включения стандартная а вот по поводу питания всякие "фишечки":

отдельный трансформатор для цифровой части
у ОУ и у самой микросхемы у всех ног питания стоят танталовые конденсаторы
цифровая земля и аналоговая разделены ферритовой бусиной
в районе стабилизаторов(7805 в чиповом корпусе и iru1117 для 3.3 вольта цифровой части) использованы кондеры с материнских плат (всмысле не банки по 3 тыщи микрофарад а мелкие на тыщу или полтыщи, с маркировками LZ )
параллельно диодам выпрямителя для цифрового питания стоит керамика 0.1мкф
в разрыв провода цифрового питания вставлен дроссель на 47мкгн (может 47 нг, ибо на нем написано "470": поставил из того что было лишь потому, что большой и чиповый)
еще земля от усб входного провода разделена с цифровой землёй микросхемы бусиной

решил попробовать перед трансформаторами поставить фильтры как в импульсных источниках питания
вытащил из старого принтера готовый в корпусе для разъема компьютерного , судя по схеме на этикетке: там идет конденсатор на 0.047мкф затем две катушки на одном сердечнике по 1.2мкгн затем два кондера по 2200пф идущие с каждого сетевого провода на землю схемы
шумы немного уменьшились , вероятность отрубания устройства практически не уменьшилась

решил попробовать термистор (или как он называется: черный или зеленый элемент в блоках питания похож на большой таблеточный конденсатор практически сразу после входа на схему 220 вольт )
по громкости щелчки такие же, но отключения практически не наблюдается!!

но все таки это частичное решение проблемы
во первых рядом стоит ноут со встроенной звуковухой и там никаких щелчков
во вторых у меня из этого же тройника, что ноут и звуковуха, питается компрессор от аквариума (мощность 2.2 ватта состоит из катушки и вставленного в него двухполюсного (или 4 полюсного не помню) ротора) при выдергивании его из розетки 100% отключение звуковухи!!!
а в ноуте опять же никаких щелчков
пробовал различные варианты с ферритами и дросселем в питании и без них , все равно щелчки есть

какими еще способами можно решить эту проблему? я не совсем уверен что обратная связь (а не входные фильтры) импульсного блока питания ноутбука выравнивает те "иголки" которые создаются при отключении этих устройств
спасибо



вместо готового фильтра попробовал связку: ЭМИ фильтр отдельный из блока питания (две встречние обмотки на одном сердечнике ) и один термистор после него
щелчки от включения выключения лампы исчезли
а вот от компрессора так же отключается при выдергивании вилки из розетки (ну и соответственно громкий щелчок)

вообще есть какие либо условия выбора их для схемы?
а то если посмотреть на схемы блоков питания что дома : чем больше синеньких конденсаторов тем лучше

по поводу термисторов вообще не понятно , у меня их штуки 5 есть разного размера , без маркировки большинство но все из импульсных БП оргтехники рассчитанные на 220 вольт следовательно делаю вывод что для данных элементов "номинал " не важен

[юрамеханик]

нашел в запасниках трех- и двухвыводные термисторы(я не уверен что это "термисторы" но судя по корпусу и информации с сайта промэлектроники
http://www.promelec.ru/catalog_info/52/114/459/470/)
трехвыводной подключил как на плате с которой снял: крайние выводы к входному напряжению, а средний и один крайний к трансформаторам устройства
щелчков от лампы нет , щелчки от компрессора есть, но звук не пропадает
НО если термистор при включении холодный то напряжение в 220 вольт установится перед трансформаторами только секунд через 10

к тому же при этом звуковуха отключается при выдергивании вилки компрессора после первых 3-4 минут работы звуковухи , видимо пока не "прогреется" этот термистор

решил на средний вывод термистора припаять еще один, но двухвыводной и чудо!! при выдергивании компрессора из розетки перестало сбрасываться

НО если трехвыводной холодный то опять же первую минуту после включения все таки сбрасывается
блин это же не ламповый патефон а

к тому же трехвыводной становится горячим , пальцы не обжигает но как то нет желание пихать эту грелку в корпус устройства
причем если часто вынимать компрессор то разогревается конкретно

с маркировкой вообще непонятно чокаво но они стояли под сетью в 220 вольт в блоках питания видимо мониторов у трехвыводного "I80N" у двухвыводного "090Q" "02I1" поиск по этому поводу теряется в догадках хотя для двухвыводного судя по всему PTC 20M270

может еще чего еще посоветуете господа?
напомню: в звуковухе ноута при питании от сети нет никаких щелчков
но к сожалению разобрать я не могу ибо БП склеен а ноут на гарантии

[barby67]

Я так понимаю, что звуковуха самодельная. Возникает вопрос, а хорошо ли экранирован сей девайс? Если нет, то на мой взгляд в этом кроются причины ваших проблем. Микросхемы сделанные по КМОП технологии (а они сейчас почти все такие) сбоят при близком искрении.

[юрамеханик]

Я так понимаю, что звуковуха самодельная. Возникает вопрос, а хорошо ли экранирован сей девайс? Если нет, то на мой взгляд в этом кроются причины ваших проблем. Микросхемы сделанные по КМОП технологии (а они сейчас почти все такие) сбоят при близком искрении.

во первых земля полигоном на плате лежит и под микросхемами ее по максимуму
а во вторых засовывал всю эту требуху в металлический корпус (с подсоединением земли к шасси корпуса)
никакой разницы ни в громкости щелчков ни в частоте сбрасывания

[kEDot]

Можно конечно супрессоры попытаться поставить после стабилизаторов . Но я бы временно запитался от аккумулятора ,
для выяснения причины.

[юрамеханик]

причина известна и описана выше , вопрос в локализации помех не после стабилизаторов, а до
(то что стабилизаторы "не видят " щелчки это известная проблема и решается она не выбором мажороного стабилизатора или фильтрующего конденсатора после него)


эхх
напишешь типа "хелп!! не работает помогите плиззз!!!" не хорошо, суть проблемы не ясна, форум не экстрасенсов

подробно распишешь проблему возможные методы решения, тоже не хорошо- ниосиливает никто стока букафок
эхх, где же она золотая середина
ну да ладно

вообщем будет возможность, раскрою БП ноутбука и посмотрю какие там термисторы(варисторы?) на входе

странно что не нашлось тех кто интересуется данной проблемой
не уж то микросхема пцм2702 такая непопулярная тут? или она у меня бракованная , или я допустил какую то ошибку в схеме/разводке/выборе компонентов , что даже говорить не хочется

все таки щелчки дело мерзкое и требует защиты от них, даже при построении самого "попсового" усилка на тда7294 не говоря уж о цифровых схемах , питающихся от сети



почитал я тут как аудиофилы решают подобную проблему:
всего лишь надо впоять конденсатор в реле холодильника (если от него щёлкает)
ну чо, логично! аудиофильная логика покруче "женской" будет однако

[NiTr0]

LC-фильтры с LowESR кондерами, трансилы и т.д. в помощь..
Термистор - его назначение сгладить бросок тока заряда кондера. Не более.

[юрамеханик]

LC-фильтры с LowESR кондерами, трансилы и т.д. в помощь..
Термистор - его назначение сгладить бросок тока заряда кондера. Не более.

попробовал трансилы двунаправленные (1.5ke350CA)
поигрался по аналогии с терморезистором: пробовал варианты с дросселем с кондерами (все из одной платы блока питания монитора) самый лучший результат как и в случае терморезистора: дроссель, а после него этот трансил
но все равно, щелчки от лампы тихо но слышны чо уж говорить о выключении копрессора


так что пока остается самый эффективный вариант с термистором,
чье назначение сгладить бросок тока заряда кондера.
но все равно спасибо хоть за какие то идеи

[olafnew]

А мне кажется - просто неправильно на устройстве разведена земля. И то что заливка полигоном - тоже не показатель. Скорее всего - есть земляная "петля", которая всю эту бяку и ловит.

Отлично описано в "исскустве схемотехники", том 3й, если не ошибаюсь, про то, как надо землю разводить.

Выше было правильно про LC фильтр в цепи питания сказанно. Номральный дроссель(30-100мкГн), да два коденсатора, электролит+керамика - все шумы с питания уйдут, что очень хорошо видно осциллографом. Причем здесь НЕ действует правило "чем больше тем лучше", для отсечки "быстрых" помех надо понимать, что речь идет о чуть-ли не наносекундеых помехах, соотвественно фильтры питания должны быть "быстрые".

P.S. А еще меня смущает фраза про дроссели из блока питания телевизора, у меня перед глазами огромные дуры, в треть кулака размером, из фильтров сетевого питания, сделаные на пермалое, и весом под сотню другую грамм.

P.P.S. Еще раз прочел первый пост - а какого черта стоят танталы на развязке корпусов? КЕРАМИКУ надо на ноги ИС вешать, а не всякую муть. Причем опять-же - не в размерах дело, 0.1-0.33мкФ бОлее чем достаточно на ногах ИС. Не поленитесь - положите сюда схему для более предметного обсуждения. Да и фотография готового устройства - тоже достаточно информативная вещь. Очень часто по уровню изготовления изделия, становится ясно - какие советы актуальны, а какие просто излишни.

[kEDot]

А супрессоры они же трансилы , только низковольтные хороши
А у трансформатора есть межобмоточная ёмкость

[юрамеханик]

А мне кажется - просто неправильно на устройстве разведена земля. И то что заливка полигоном - тоже не показатель. Скорее всего - есть земляная "петля", которая всю эту бяку и ловит.

Отлично описано в "исскустве схемотехники", том 3й, если не ошибаюсь, про то, как надо землю разводить.

Выше было правильно про LC фильтр в цепи питания сказанно. Номральный дроссель(30-100мкГн), да два коденсатора, электролит+керамика - все шумы с питания уйдут, что очень хорошо видно осциллографом. Причем здесь НЕ действует правило "чем больше тем лучше", для отсечки "быстрых" помех надо понимать, что речь идет о чуть-ли не наносекундеых помехах, соотвественно фильтры питания должны быть "быстрые".


P.S. А еще меня смущает фраза про дроссели из блока питания телевизора, у меня перед глазами огромные дуры, в треть кулака размером, из фильтров сетевого питания, сделаные на пермалое, и весом под сотню другую грамм.

P.P.S. Еще раз прочел первый пост - а какого черта стоят танталы на развязке корпусов? КЕРАМИКУ надо на ноги ИС вешать, а не всякую муть. Причем опять-же - не в размерах дело, 0.1-0.33мкФ бОлее чем достаточно на ногах ИС. Не поленитесь - положите сюда схему для более предметного обсуждения. Да и фотография готового устройства - тоже достаточно информативная вещь. Очень часто по уровню изготовления изделия, становится ясно - какие советы актуальны, а какие просто излишни.

схема из даташита + то ,что я перечислил
на счет петли: возможно перестарался: пытался сделать как можно более более "звездоборазно" (в аналогово части источник звезды у основания ОУ, в цифровой под самим "кодеком") выкладываю печатку

тантал ставил потому, что их есть много у меня и потому, что это тантал, которым как маслом кашу не испортишь
керамика и так стоит
по поводу мути: недавно распаивал на детали материнку от сервера фирмы сан микросистемс: на плате ни одного электролита!! только тантал (10- 47 мкф) фирма серьезная веников не вяжет
+ надавно в магазине был : платы для отладчиков контроллеров и беспроводных модемов тоже без электролитов : сплошные оранжевые карамельки

дроссели из блока питания монитора - то-есть вся та требуха, которая ставится перед выпрямителем сетевого напряжения
а ведь и вправду получается: ведь в мониторе она защищала от иголок а у меня не защищает: значит дело все таки в моем устройстве а не в фильтре

[юрамеханик]

А супрессоры они же трансилы , только низковольтные хороши
А у трансформатора есть межобмоточная ёмкость

думал поставить после стабилизаторов
есть на 5 вольт но на 3.3 вольта нету в природе(магазине)

[olafnew]

Пока не всматривался - но, уже вижу несколько неправильностей:

- где маленькая керамика между Vddc и Dgndc? Тем более - там ее очень акуратно можно поставить
- такая-же проблема и на аналоговом питании и земля, развязывающую керамику МАКСИМАЛЬНО близко к корпусу

Дальше не имею сейчас возможности разбираться, т.к. на работе, но в общем и целом - заглуши все питание, как аналоговое и цифровое, мелкой керамикой МАКСИМАЛЬНО близко к корпусу ИС

Земля под ИС разведена НЕ ПРАВИЛЬНО, не могу сейчас привести красивый пример, но если делать "по книжке" - то земля под ИС должна быть ОДНИМ полигоном, и только в ОДНОЙ точке связана с другой землей, это из концепции "чистая и грязная" земли.

[юрамеханик]

Пока не всматривался - но, уже вижу несколько неправильностей:

- где маленькая керамика между Vddc и Dgndc? Тем более - там ее очень акуратно можно поставить
- такая-же проблема и на аналоговом питании и земля, развязывающую керамику МАКСИМАЛЬНО близко к корпусу

Дальше не имею сейчас возможности разбираться, т.к. на работе, но в общем и целом - заглуши все питание, как аналоговое и цифровое, мелкой керамикой МАКСИМАЛЬНО близко к корпусу ИС

Земля под ИС разведена НЕ ПРАВИЛЬНО, не могу сейчас привести красивый пример, но если делать "по книжке" - то земля под ИС должна быть ОДНИМ полигоном, и только в ОДНОЙ точке связана с другой землей, это из концепции "чистая и грязная" земли.

у ИС две земли: цифровая и аналоговая, приоритет дан цифровой
соединяются ТОЛЬКО там где ферритовая бусина (перемычка между земле связяна с тем, что две ноги слев адолжы быть соединены с цифровой землей по даташиту а расположены со стороны аналоговой части )

керамика у Vddc нарисована на плате (справа от кварца)
у ОУ стоит керамика прямо под микрухой (на плате не показано , поставил ту , что по рисунку стоит под пленочными кондерами после стабилизаторов)

у аналогово питания чуть дальше, перепоял максимально близко , как и ожидалось никакой разницы
впринципе с замечаниями не спорю
но ведь это 12Мгц а не 200Мгц

кстати те печатки этой звуковухи что есть в сети: под ИС просто две тонких дорожки земель

[As]

Повышенная чувствительность к импульсным помехам может быть при недостаточной коррекции ОУ фильтра... Большой пик усиления на частотах выше звуковых получается...

[barby67]

юрамеханик, я вижу вы землю порвали в трёх местах, мне кажется это перебор. Попробуйте начать их соединять по очереди, да понадёжней, да в разных местах. В даташите плата выполнена единой землёй и я думаю что они её тестировали, и врядли опубликовали бы сбоящее устр-во.

[kEDot]

А супрессоры они же трансилы , только низковольтные хороши
А у трансформатора есть межобмоточная ёмкость

думал поставить после стабилизаторов
есть на 5 вольт но на 3.3 вольта нету в природе(магазине)

Просто хотел сказать что нельзя так сурессоры подбирать.
Максимальное рабочее напряжение ( то что в даташите а не то что на корпусе написано ( оно меньше )) должно быть не ниже напряжения питания .

[olafnew]

Ууу блин, как-же тяжело объяснить внятно дистанционно )))))) Насколько проще, взять лист бумаги и объяснить рядом стоящему человеку, чем "используя современные информационные технологии", но это так, отступление и оффтопик.


- Ну это не близко керамика стоит у тебя в схеме! Она действительно ДАЛЕКО отстоит от корпуса.

- Земля сильно разорвана -> Земляная петля СКВОЗЬ ИС. Посмотри сам - у тебя внутри ИС земля-то все равно проходная, и у тебя, на твоей схеме с жутко разорванными землями - проходит земляная пеля аккурат сквозь ИС, а ты говоришь "щелчки". НЕ правильно ты развязал земли, "чистую" и "грязную". Я, кстати, даже с даташитом НЕ согласен - там под ИС тоже земля некорректно выполнена, но это не критично на этих скоростях.

Сейчас постараюсь найти тот самый документ, где доходчиво объяснено:
http://www.hottconsultants.com/pdf_file ... signal.pdf
Мда, вторую доку найти не получается, надо, хоть сегодня до дому добравшись - не забыть и посмотреть, чтобы найти доку. Там бОлее доходчиво объяснено.

В общем и целом - как у тебя реалиованно, так развязывать землю нельзя(!), у тебя разные потенциалы на землях(!), вот ты и ловишь всю гадость и все помехи.

[olafnew]

О! Нашел, вот об этих доках я говорю. И, если их внимательно прочесть, то все сразу на свои места становится..

http://zlgc.seu.edu.cn/jpkc/2008jpkc/20 ... ook003.pdf

http://www.altera.com/literature/an/an075.pdf

[юрамеханик]

А супрессоры они же трансилы , только низковольтные хороши
А у трансформатора есть межобмоточная ёмкость

думал поставить после стабилизаторов
есть на 5 вольт но на 3.3 вольта нету в природе(магазине)

Просто хотел сказать что нельзя так сурессоры подбирать.
Максимальное рабочее напряжение ( то что в даташите а не то что на корпусе написано ( оно меньше )) должно быть не ниже напряжения питания .

амплитудное значение напряжения 310-320 вольт примерно(222-228 вольт у меня бывает)
среди сурпессоров трансил есть
1.5КЕ300СA
1.5KE350CA
1.5KE400CA
число в названии это Vbr (на графика ВАХ резкий подьем после него) оно бегает в пределах +-10 вольт
если я поставлю300 то будет он будет хорош тока в фейрверке