¿Pueden los puntos de prueba de PCB ser una fuente de ruido?

Sí, los puntos de prueba pueden funcionar como antenas, pueden funcionar como pequeñas antenas (y esta es la razón por la cual las herramientas DRC en PCB a veces buscan pequeños trozos de cobre que no van a ninguna parte y funcionan como antenas)

Esto significa que pueden radiar y captar ruido. Pero realmente depende de las frecuencias involucradas y de la construcción de PCB. (Estoy pensando que los efectos de antena serían algo de lo que preocuparse 50Mhz+ debido al tamaño de las trazas y los parámetros físicos) cualquier cosa por debajo de MHz, probablemente no sería una gran preocupación.

En general, es una buena idea dejar los puntos de prueba fuera de las entradas analógicas antes de los preamplificadores (en los diseños sub uV, las señales analógicas son tan pequeñas que un medidor interferiría con las señales de todos modos al captar también el ruido). Después del preamplificador, es un buen lugar para un punto de prueba si necesita verificar los voltajes.

También en el diseño anterior, parece que hay un filtro EMI en los puntos de prueba, por lo que puede que no haga mucha diferencia tener los puntos de prueba.

La eficiencia de la antena corta es proporcional a la relación entre el tiempo de subida/tiempo de propagación y la longitud de cualquier cable conectado a un conector.

• Se reduce por blindaje y por pares diferenciales balanceados. Los pares desequilibrados aún pueden radiar con la señal de modo común.

• Con un retraso de 0,2 ps/mm con 5 mm, obtendrá un retraso de 1 ps en un tiempo de subida de ¿qué 10 ns? Eso es casi 4 órdenes de atenuación de magnitud en el campo E lejano en un rango de campo cercano muy pequeño.

• Para reducir la diafonía, agregue gnd. pistas de protección o un vertido de cobre.

• Para los campos H, necesitaría una corriente de carga.

• Cualquier cable desequilibrado de interconexión con puntos de prueba e irradian mucho más.

• de mayor preocupación es la integridad de la señal del punto de prueba sin una referencia a tierra para una sonda de resorte a través de una distancia cercana de ~ 6 mm.

Para referencia de retardo de stripline y prop, esto podría ser útil. Es una gran tienda de prototipos con mucho material de lectura. https://www.protoexpress.com/blog/signal-propagation-delay-pcb/

• dado que no definió ningún parámetro, solo puedo ofrecer algunas generalidades.

Veo un encabezado de 2 pines para un cable sin blindaje. Estos cables harán antenas mucho mejores que el trozo de seguimiento a los puntos de prueba.

Hay lo que parece un filtro LC diferencial en la PCB al lado, y los inductores se ven bastante gruesos, así que asumo que no es una línea de señal de alta velocidad.

Entonces, para la inmunidad al ruido, creo que deberías enfocarte en cosas como:

• que tipo de señal tienes en estos 2 hilos (dos señales, o diferencial)

• ¿Es una señal sensible que necesita blindaje? o no?... o algo así como una fuente de alimentación que realmente no le importa

• piense un poco en el diseño del filtro LC, observe la frecuencia de resonancia propia del inductor, ¿sería mejor una perla de ferrita?

• Si es una señal diferencial, ¿sería útil un estrangulador de modo común? Estos también tienen inductancia de fuga, por lo que, por ejemplo, si reemplaza sus 2 inductores con un estrangulador CM, puede guardar una parte y tener filtrado tanto en modo común como en modo diferencial...

• Además, las tapas de su filtro tendrán menos inductancia si reemplaza la pista delgada hacia el suelo por una pista más ancha. También puede utilizar varias vías.

• Ya sean 2 señales o un par diferencial, ¿dónde fluye el modo común/corriente de retorno?

• Las tapas de filtro descargan el ruido del cable en GND en su vía, lo que hace que este bit de GND sea algo más como "tierra del chasis". Esta corriente regresará de alguna manera para cerrar el bucle, a través del plano de tierra. ¿Cuál es su camino? No debe pasar por la GND de un circuito analógico sensible. Es por eso que generalmente es más seguro colocar todos los conectores en el mismo borde con sus tapas de filtro allí, para que el desorden de la corriente de ruido de modo común esté contenido en esa parte del plano de tierra.

Sí, los puntos de prueba pueden ser absolutamente fuentes de ruido si el nodo apuntado por la prueba es de alta impedancia. Para señales de alta frecuencia también pueden ser una fuente de distorsión debido a la discontinuidad que introducen.

Primer tema, la antena .

Tal como los dibujó, los puntos de prueba forman pequeñas antenas. Esto los hace propensos a captar ruido de RF desde dentro y fuera de su sistema.

• Para digital, cualquier punto de prueba con una impedancia superior a 10k (como pull-up/down interno en circuitos integrados lógicos) puede ser vulnerable a la captación de RF.
• Para Analógico, la sensibilidad depende de la impedancia del circuito y la relación señal/ruido requerida.

En ambos casos, si el nodo con punta de prueba es de baja impedancia y la integridad de la señal de alta frecuencia no es una preocupación, entonces los puntos de prueba no serán un problema. (Entraré en el problema de SI a continuación).

¿Cómo surge este problema? Cualquier fuente de RF cerca de su sistema (como un teléfono celular) podría ser una 'fuente agresora' de RF que puede alterar su funcionamiento. Por ejemplo, ¿recuerda los parlantes de la PC que 'parloteaban' cada vez que había un teléfono celular cerca? Eso es interferencia de RF externa.

Parte de la calificación del producto es una prueba particularmente desagradable: la susceptibilidad de EMC . Esta prueba está diseñada para detectar la vulnerabilidad del sistema de destino a una señal de RF agresora. La configuración de prueba dirige RF de alta potencia al objetivo en una amplia banda de frecuencias.

Durante la prueba de susceptibilidad, esas antenas formadas por puntos de prueba se bañarán en esta poderosa señal de RF, y si el nodo del punto de prueba es vulnerable (alta impedancia y/o sensible), esa RF entrará en su circuito y provocará un mal funcionamiento. como esos parlantes baratos para PC.

Si necesita absolutamente los TP estilo antena, y si su circuito lo permite, puede mitigar los efectos de la captación de ruido agregando capacitancia a tierra en el punto de prueba. Esto desviará la energía RF del agresor a tierra. Esta técnica es útil para señales estáticas como opciones de correa lógica o analógicas de audiofrecuencia. No es necesariamente una buena opción para cualquier señal crítica.

Ahora, para el segundo problema (y lede enterrado): discontinuidad de impedancia . Los puntos de prueba como los que has mostrado introducen un trozo de señal . Los stubs provocan reflejos que estropearán una señal de alta frecuencia, ya sea digital o analógica. Esto distorsionará una señal de alta velocidad, lo que posiblemente provoque un mal funcionamiento de su sistema o, al menos, que no funcione tan bien.

Si aún necesita absolutamente el punto de prueba, reduzca su efecto cambiándolo de posición para que esté directamente en el trazo sin stub . Esto también soluciona el problema de la antena al eliminar la antena.

Desafío del marco: ¿Por qué están allí en primer lugar?

El propósito de los puntos de prueba es facilitar el acceso a las señales que de otro modo no podría alcanzar.

En este caso, sus señales están en un encabezado de pin de orificio pasante. Ya puedes:

• Sostenga una sonda en las almohadillas en la parte inferior de la placa.
• Suelde temporalmente los cables voladores a las almohadillas en la parte inferior de la placa.
• Coloque las sondas en los pines del cabezal, si no está conectado.
• Si está conectado, no empuje el conector demasiado y sujete las sondas en las clavijas expuestas.
• Si está conectado, use otro cabezal como "extensor" y corte un poco de plástico para que pueda sujetar las sondas en los pines "extensores" expuestos.
• Si está conectado, use una sonda de aguja o corte el aislamiento para acceder a la señal después del conector.
• Si está conectado, mire las señales dondequiera que salgan en el otro extremo del cable.

Si esta es una señal de gran ancho de banda, quizás estas opciones no sean lo suficientemente buenas. Sin embargo, en ese caso, tampoco es suficiente un punto de prueba básico con clip. Como mínimo, necesitaría un 0V inmediatamente adyacente, y la PCB debería tener una pista de equilibrio de 0V debajo; y lo más probable es que el punto de prueba sea un conector coaxial. Y en ese punto, debemos cuestionar la idoneidad de J1 para el propósito, por lo que su diseño tendría problemas más profundos que solo los puntos de prueba.

En resumen, no tiene ninguna razón para que estos puntos de prueba existan de todos modos, así que elimínelos.