Una placa que diseñé tiene un problema de ruido causado por un módulo GSM/GPRS integrado (el Quectel M66 [1]). Este módulo se conecta a una antena dipolo Siretta Delta 2C [2] a través de un cable coaxial de 20 cm. La siguiente imagen muestra el diseño alrededor del módulo GPRS:

El módulo GPRS en sí funciona bien: la intensidad de la señal es buena y enviar/recibir datos no es un problema.

El problema

Tenemos algunos ADC de 24 bits en la placa que detectan picos de ruido cuando el módulo GPRS se conecta a la red. Este ruido parece ser causado por la antena y el cable coaxial. Picos de ruido causados ​​por el módulo GPRS (ver el centro de la gráfica).

Observaciones

• El problema sigue existiendo si el módulo GPRS se alimenta independientemente del resto del circuito.

• El ruido solo parece ocurrir cuando se conecta y desconecta de la red, no mientras se usa la conexión (envío de datos).

• Agregar un cable de extensión coaxial de un metro suprime el ruido, excepto cuando se coloca en línea recta. Este es incluso el caso cuando la antena está en la misma posición que antes.

• Las cuentas de ferrita alrededor del cable coaxial suprimen un poco el ruido, pero no del todo. Tal vez muchas perlas de ferrita u otro tipo de perlas serían suficientes. Desafortunadamente, estas cuentas son bastante grandes. Agregar varios de ellos no encajará en el producto.

• Colocar la antena directamente encima de una hoja grande de aluminio funciona bastante bien, pero solo si la hoja está en contacto directo (conducción) con la antena. ¿Quizás esto obliga a la antena dipolo a convertirse en un plano monopolo + GND?

• Editar: incluso con la antena desconectada (solo los 20 cm de coaxial), el módulo funciona según lo previsto, sin ruido en los ADC. Aunque el módulo usa más energía en esta configuración.

Desafortunadamente, las soluciones alternativas anteriores no son lo suficientemente prácticas o confiables para usarlas como una solución real.

Hipótesis

Cada vez estoy más convencido de que el problema puede estar relacionado con la corriente RF de modo común en el cable coaxial. Esto parece surgir a menudo cuando se busca controlar una antena dipolo con un cable coaxial.

¡Ayuda!

¿Esta hipótesis tiene sentido considerando la situación y las observaciones? ¿Hay otras causas probables que podrían explicar estas observaciones? Y finalmente, ¿qué puedo hacer al respecto?

Editar: sobre la fuente de alimentación

El módulo GPRS puede generar grandes picos de corriente de hasta aproximadamente 2A. En un esfuerzo por mantener estas corrientes alejadas de los ADC, la última revisión de la placa amortigua la mayor parte de la energía con un capacitor grande, como se muestra en el esquema:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

La fuente de alimentación principal solo tiene que entregar hasta aproximadamente 300-400 mA. Esto se hace cumplir mediante un IC limitador de corriente en serie con la fuente de alimentación. Un gran condensador electrolítico amortigua los picos de corriente. El último paso es un LDO de 4 V para mantener estable el voltaje en el módulo GPRS a 4,0 V. Un total de 80uF de condensadores cerámicos se colocan directamente en la entrada de alimentación de 4V del módulo GPRS.

Cuando el módulo está enviando, la salida LDO cae 60mV. Las hojas de datos de Quectel M66 recomiendan una caída máxima de 400mV. Desafortunadamente, aún no tengo suficiente reputación para agregar más imágenes.

[1]http://www.quectel.com/product/prodetail.aspx?id=73

[2]http://www.farnell.com/datasheets/1877150.pdf