Opamp & interferenze

May 31, 2012 17 Replies

Salve a tutti, ho un amplificatore da strumentazione (AD623) che è un po' suscettibile a interferenze radio. Lo uso per amplificare il segnale da un ponte di misura, il guadagno è ~200 volte in tensione. Purtroppo sulla stessa scheda, a circa 20cm di distanza c'è un modulo che trasmette i dati acquisiti via radio con ~10mW a 868MHz. Orbene, quando il modulo trasmette, mi ritrovo in uscita dall'in-amp



4-500mV in più rispetto al valore di tensione atteso (che è circa 2.5V, quindi un bell'offset!).

Sapevo che gli in-amp erano più sensibili alle RFI... ma non credevo così tanto!



Ho cercato e letto tutto il materiale e le application notes in merito, ho aggiunto filtri per il common mode sugli ingressi, filtrato l'alimentazione e pure l'uscita, ma niente da fare, l'offset in uscita rimane invariato. L'unica cosa che (un po') funziona è schermare tutto il circuito in un contenitore metallico. Ho scritto un po' perché il problema, seppur attenuato, persiste lo stesso.



Oltre chiamare un'esorcista, avete consigli/suggerimenti? Allego schema fidocad del circuito attuale con tutti i filtri installati (ho omesso la resistenza che setta il guadagno dell'in-amp).



[FIDOCAD] MC 100 60 0 0 580 MC 125 65 0 0 080 MC 65 60 0 0 080 MC 65 70 0 0 080 MC 90 60 1 0 170 MC 140 70 1 0 170 MC 80 45 1 0 170 MC 80 75 1 0 170 LI 75 60 100 60 0 LI 100 60 100 60 0 LI 75 70 100 70 0 LI 80 60 80 55 0 LI 80 75 80 70 0 LI 135 65 140 65 0 LI 140 65 140 70 0 SA 80 60 0 SA 90 60 0 SA 90 70 0 SA 80 70 0 MC 140 65 0 0 000 MC 100 45 2 0 010 MC 130 50 0 0 045 MC 120 45 0 0 170 MC 100 45 0 0 120 LI 110 60 110 60 0 LI 110 45 120 45 0 LI 130 45 130 50 0 SA 110 45 0 MC 140 80 0 0 045 MC 80 85 0 0 045 MC 80 45 2 0 045 MC 25 45 0 0 115 MC 45 45 0 0 115 MC 25 70 0 0 115 MC 45 70 0 0 115 LI 25 55 25 70 0 LI 45 55 45 70 0 LI 25 80 25 85 0 LI 25 85 45 85 0 LI 45 85 45 80 0 LI 25 45 25 40 0 LI 25 40 45 40 0 LI 45 40 45 45 0 MC 35 85 0 0 045 MC 35 30 3 0 010 LI 35 30 35 40 0 LI 65 70 45 70 0 LI 65 60 25 60 0 SA 45 70 0 SA 25 60 0 SA 35 85 0 SA 35 40 0 SA 35 35 0 MC 55 40 0 0 045 MC 40 35 0 0 170 LI 35 35 40 35 0 LI 50 35 55 35 0 LI 55 35 55 40 0 MC 110 75 0 0 045 LI 110 45 110 55 0 LI 110 55 110 60 0 LI 110 75 110 70 0 SA 140 65 0
_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l., R&D dept. |\ http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org

...

Credo che il layout del PCB conti parecchio in questo caso, soprattutto il viaggio che fanno le piste degli ingressi (pi=F9 stanno appaiate, meglio =E8). Al di l=E0 delle considerazioni di rito, vedo male la presenza dell'induttanza in serie all'alimentazione, a meno che non sia una ferrite con pochissime spire (tipo VK200). Anzich=E8 comportarsi da trappola contro la RF sull'alimentazione, funge da vera e propria antenna. Prova a sostituirla con una resistenza da qualche decina di ohm. Anche i condensatori di bypass sono fondamentali, rigorosamente multistrato. Tempo fa leggevo una AN (credo Intel) che spiegava come i materiali semiconduttori (grafite spray) schermino meglio dalla RF che i puri conduttori. Puoi pubblicare una foto del PCB?

Piccio.

Francesco Sacchi ha spiegato il 31/05/2012 :

il segnale coem arriva a questo stadio dio amplificazione? via pista o via cavo? ci vorrebbe una vista totale dello stampato e dei vari percorsi, non è solo lo schema logico a fare l'accoppiamento ( e prendere decisione sul come evitarlo!)

kk

Cai (Pisa)

...

Magari a livello di prova potresti montare i due circuiti (RF e AMP)su due piastre diverse(alimentare con due alimentatori diversi e galvanicamente separati).Poi puoi provare ad avvicinare modulo su una piastra all' amp sull'altra,per vedere se l'effetto è irradiato oppure dipende da alimentazione-masse.

Se dipendesse dal disturbo irradiato mi chiedo se possano giovare aneli di guardia intorno agli ingressi

Faccio tesoro del consiglio di Piccio sulle induttanze

Attualmente è un'induttanza di filtro da 10uH SMD 1210, tutti gli altri componenti sono 0805. In effetti ho controllato e ha un srf bassina (23MHz), di fatto è un corto per la RF. Dopo provo a cambiarla e a usare anche una resistenza.

Potrei farlo, ma è molto diverso da quello reale. Ci ho un po' pasticciato aggiungendo via via i componenti di filtro. In ogni caso le piste del segnale differenziale viaggiano appaiate, tutti i componenti sono vicini e SMD e c'è anche un bel piano di massa sopra e sotto.

Magari lo faccio ridisegnare in versione definitiva e poi te lo riposto.

Intanto provo con la strada di filtrare meglio le alimentazioni, grazie del suggerimento.

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l. |\http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org/

Il 01/06/2012 10:38, blisca ha scritto:

Ho già provato, sono già su schede separabili, alimentando in modo isolato la parte radio il disturbo c'è lo stesso, quindi direi che è radiato.

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l. |\http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org/

Il 01/06/2012 10:37, Claudia ha scritto:

Via pista, il ponte è un sensore di pressione, a qualche cm di distanza dall'amplificatore.

Siccome stiamo sperimentando per valutare l'entità della RFI, il circuito dell'in-amp è in realtà una basetta di test fatta ad hoc in cui c'è solo lui ed il sensore. In giornata aggiorno lo stampato con la situazione reale e posto il PCB ultima versione che useremo per i test.

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l. |\http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org/

Il 01/06/2012 10:54, Francesco Sacchi ha scritto:

Ecco l'ultima versione di schema e pcb, la potete scaricare qui:

formatting link

Abbiamo cambiato opamp (adesso c'è un INA326) per motivi di alimentazione.

Consigli/suggerimenti per migliorarne l'immunità prima di fare la fotoincisione?

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l. |\http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org/

...

...

C2 e C3 mi sembrano troppo distanti dal pin 4 e cos=EC anche C8. Una vias piazzata a ridosso del pin 4 che porta la massa vicino a C8 sarebbe gradita, ma meglio sarebbe riferire C5 e C8 allo stesso punto logistico a costo di far passare delle piste in mezzo ai pad dei componenti. Meglio sarebbe, visto che usi due facce, portare un piano di massa anche sul bottom layer e piantare varie vias in punti strategici.

Vedo che anche tu usi Atium DXP. ;-)

Piccio.

Un bel giorno Francesco Sacchi digitò:

Anziché con singole induttanze, prova con un filtro di modo comune, tipo la serie DL di muRata. Qui c'è una bella app note:

formatting link

Fletto i muscoli e sono nel vuoto.

qui:

formatting link

Ok fatto il possibile per sistemare le cose come da tua review, nuova versione allegata:

formatting link

In realtà questi test li faccio su basetta fotosensibile monofaccia, con i ponticelli saldati a mano con del filo wire wrap. Nella versione vera ci sarà di sicuro un piano anche dall'altra parte, oppurtunamente cucito. Per adesso simulo l'altro piano con nastro conduttivo di rame/alluminio.

Ora siamo nel filone Altium, dipende da che vento tira verso il cliente ;-)

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l. |\http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org/

Il 01/06/2012 15:58, dalai lamah ha scritto:

formatting link

Thanks per la app note, l'avevo vista. Non ho a disposizione common mode chokes adatte, ma questa prova è in todo list se non ottengo buoni risultati coi filtri RC.

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l. |\http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org/

Il 31/05/2012 22.41, Francesco Sacchi ha scritto:

io proverei con due piccole induttanze, messe vicino ai cap di ingresso, verso il ponte, e scelte per avere una frequenza di autorisonanza poco inferiore a quella di disturbo; poi proverei anche a caricare l' uscita, chesso', con 10k + 1nF (salvo ridurre per il ringing), per escludere che rientra da li'.

ps: ma e' proprio necessario trasmettere _mentre_ si converte ?

saluti lowcost

ne.

Ad esempio, puoi correggere l'errore di aver collegato il net C4-R10 a V+ (pin 7) anzich=E8 a V- (pin 4). Guarda caso, agisce sull'offset. Non diceva niente il DRC???

Sgrunt! :-)

Piccio.

qui:

formatting link

Te stai a confonde! Abbiamo tolto i thermal relief dalle connessioni al piano di massa, quelli che sembrano i pad sinistri di C4-R10 sono in realtà i pad destri di C2-C3. Per conferma vedi anche C8, C5, R7, R8, C7, hanno tutti il pad affogato nella massa (poverino, che brutta morte).

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l., R&D dept. |\ http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org

Provo anche questa.

poi proverei

Se ti riferisci all'uscita dell'in-amp questo c'è già, ma non sembra abbia effetto.

Purtroppo per adesso la trasmissione non è controllabile, se tutto fallisce dovremo cambiare architettura e sincronizzarla.

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l., R&D dept. |\ http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org

i

Gi=E0, ora lo noto... Il top-overlay =E8 coperto dal piano di massa (questione di ordine di ridisegno). Comunque, in alta frequenza non si dovrebbero usare dei piani a "rete" e non pieni? Inoltre, il problema dell'offset credo proprio che riguardi il pin 5. Potresti provare ad ingroppare brutalmente C4-R10 all'INA in modo da rendere il percorso il pi=F9 corto possibile. Lo stesso per R9.

Piccio.

Oibò, questa mi è nuova. Credevo che un piano solido avesse un'impedenza minore. Spiegami che son curioso!

Proverò anche questa, se riesco dovrei montare il tutto lunedì.

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l., R&D dept. |\ http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required