Supresión de picos de EMI "viajeros"

Estoy trabajando en un circuito con un módulo de fuente de alimentación de CA a CC y un módulo MCU inalámbrico. La MCU funciona a 240 MHz y en la entrada de alimentación del módulo hay 2 condensadores de 0,1 uF y un condensador de 22 uF que se utiliza para el bypass. Estos se han encontrado a través de prueba y error para limitar la mayoría del ruido transmitido a los rieles. Para reducir aún más el ruido, se encuentra una perla de ferrita en el lado de potencia de estos capacitores y ha trabajado para reducir el ruido del reloj MCU propagado a niveles aceptables.

representación simplificada del circuito

El problema restante al que me estoy enfrentando es que hay un fuerte pico transitorio "viajero" (como se muestra en el gráfico de espectro a continuación) que comienza aproximadamente a 1 MHz y llega a aproximadamente 25 MHz antes de desaparecer en el ruido. En un momento dado, solo hay un pico de una frecuencia específica y viaja de una frecuencia baja a una más alta mientras se reduce en amplitud. El tiempo de viaje de este transitorio es de unos 2 segundos. Este transitorio es más intenso cerca del módulo MCU, pero llega al riel de alimentación (Punto de prueba) y sale a través del módulo de CA/CC hacia el cable de alimentación.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Intenté agregar más capacitancia (1uF, 10uF, 22uF, 47uF) cerca del módulo MCU, pero al hacerlo no he visto ningún efecto medible en este pico transitorio. Ignorando la presencia de este pico, el nivel de ruido está cerca del piso como lo ve el analizador de espectro. La presencia de la perla de ferrita mencionada anteriormente no tiene efecto sobre la amplitud de estos picos de frecuencias más bajas ya que su impedancia máxima está en el rango de 200-400MHz. Si el módulo MCU se reemplaza con una resistencia de bajo valor, los picos no están presentes.

En base a esto, tengo algunas preguntas:

  1. Para un transitorio viajero como este, ¿alguien puede sugerir cómo afectaría esto a los valores de las emisiones conducidas en comparación con un pico de frecuencia fija?
  2. ¿Cómo sería el cuasi pico de este tipo de pico transitorio?
  3. ¿Hay alguna sugerencia sobre lo que podría ser posible para reducir la amplitud de estos picos dado que varias capacitancias adicionales en la entrada de alimentación del módulo MCU no parecen funcionar? Probaré un núcleo de ferrita en el cable de alimentación, así como una perla de ferrita de baja frecuencia en la entrada del módulo MCU y ya probé un inductor en la entrada del módulo AC/DC.

Gracias.

¿Podría proporcionar un esquema simple para que podamos visualizar más fácilmente lo que está sucediendo?
Esperemos que las actualizaciones aclaren la pregunta. La cantidad de tiempo para que viaje el pico se basa únicamente en observar la salida del analizador de espectro con el transitorio que parece "viajar" de una frecuencia más baja a una más alta.
¿Qué significan tus ejes? Están sin etiquetar.
Es la salida de un analizador de espectro como se indica en el párrafo anterior. Solo está ahí para demostrar cómo los picos transitorios están "viajando".
¿Cómo estás observando estos "picos viajeros"? ¿Es posible que sean un artefacto de medición de algún tipo?
Los picos se miden en un analizador de espectro y solo existen cuando el módulo MCU está conectado, por lo que estoy bastante seguro de que no son un artefacto.
Pueden ser picos de banda ancha sincrónicos. Cambie la velocidad de barrido para sincronizar con la frecuencia de línea.
Es mejor que el acoplamiento de CA a 50 ohmios termine en el coaxial BNC T en el osciloscopio con una resistencia de cable o se suelde al enchufe en T. Para ver el ruido real, use 0.1 uF cerca del suministro al conector BNC.
¿Puede dar más detalles sobre los "picos de banda ancha sincrónicos" y con qué frecuencia de línea sincronizar?
Debe rastrear la causa raíz de este pico. Si no hay actividad en su circuito que se correlacione con él, entonces debe provenir del exterior y su módulo MCU simplemente funciona como una antena para él.

Respuestas (1)

Normalmente, los picos "viajeros" no contribuyen de manera significativa a las mediciones promedio o cuasi-pico, que son (generalmente) lo que cuenta cuando se trata de estándares regulatorios de EMC.

La oscilación de frecuencia puede inducir picos de viaje: este es un "truco" estándar de EMC para las fuentes de alimentación y es una característica de algunos controladores PWM para superar específicamente los límites de emisiones promedio y QP.

Un detector QP es algo así como un detector de picos seguido de un integrador con pérdida. Los picos espurios (los que no siempre están ahí) tienden a filtrarse. Los detectores promedio son incluso menos sensibles a los picos espurios. Estos picos de viaje solo aparecen en las ventanas de frecuencia de medición QP y promedio durante períodos cortos de tiempo, por lo que su impacto es mínimo.

Me preguntaba si el módulo podría estar haciendo este cambio intencionalmente, pero no estaba seguro de cuál podría ser el efecto. ¿Está diciendo que el equipo de medición de EMI en un laboratorio de pruebas generalmente será un detector promedio de algún tipo?
Sí. Tanto el QP como los límites de emisión promedio para las pruebas de EMC de IEC EN 61000 son formas de promediar. Que yo sepa, no existe un límite reglamentario "máximo" formal.