06-29-2016, 07:48 PM
Напомнили тут в чате...
Сопсна эта проблема сначала возникла под псевдонимом "поющие" индуктивности. Поскольку последнее встречается чаще.
А поют они обычно достаточно похоже, хотя механизмы совершенно разные.
Пару лет назад один из заказчиков пожаловался на то что он купил систему с SSD, а она шумит при загрузке как будто там
работает обычный "механический" диск драйв.
Начали разбираться. Идентифицировать что конкретно поёт с наскока не получилось. Т.е. на одной борде была явно дефектная индуктивность, плохо склеенный феррит.
Но когда протестировали ещё десяток плат, вюаснилось что они все "поют". Немного потише, но поют.
Попробовали локализовать, поменяли индуктивности в подозреваемом регуляторе,
попробовали даже самодельные индуктивности без сердечника,
залили их эпоксидкой, потом залили всю подозреваемую область борды эпоксидкой-ничего не менялось.
Сделал мелкий микрофон, в Диджикее есть 2мм капсюли. Поскольку направленность микрофона обеспечивает очень маленькую разницу фронт/тыл, основной фактор обеспечивающий определение "поющих" компонентов - расстояние до них. Соответственно, маленький микрофон который перемещается близко от платы (ну например на расстоянии 5мм)
должен позволять достаточно хорошо идентифицировать излучающий компонент.
Но самое интересное-оказалось что излучает в основном сама плата. Т.е. пока двигаешься параллельно плате - амплитуда почти не меняется.
Подходишь к краю платы-амплитуда падает.
В результате разных экспериментов выяснилось что источником "пения" являются керамические конденсаторы.
Но "поют" они не сами по себе. Да, их кузов деформируется при изменении напряжения. Причём эта деформация тем больше, чем больше поляризующее напряжение. По моим наблюдениям, при одной и той-же амплитуде переменного напряжения пение громче при большем постоянном напряжении.
Что соответствует данным приведённым в http://www.kemet.com/Lists/TechnicalArti...ssions.pdf
Хотя я только сегодня нашёл эту статейку.
В моём случае на них подавалась постоянка 12В, а амплитуда переменки была несколько сотен милливольт.
Поёт на самом деле сама плата. Чем-то это напоминает камертон. Т.е. сродни тому что деформация конденсатора вызывает что-то типа удара. Нет, он не бьётся о плату, он просто вызывает её локальную деформацию. А дальше по и в плате начинают возникать волны типа Ламбовских и Релеевских.
https://en.wikipedia.org/wiki/Lamb_waves
https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_wave
А частоты в принципе зависят от упругости материала и удельной массы.
Так получалось, что в нашем случае подчёркивались частоты в диапазоне от 2Кгц до 16Кгц
Мы даже сделали простую модельку в ANSYS Multiphysics http://www.ansys.com/Products/Multiphysics , ввели параметры FR4 и получили достаточно близкие к реальности частоты.
Отсюда вытекают 2 основных метода борьбы для тех случаев когда не получается уменьшить амплитуду переменки:
1. Конденсаторы на "стойках" Типа Муратовских KRM http://psearch.en.murata.com/capacitor/lineup/krm/
Мурата правда обещает подавление и в GJ8 http://psearch.en.murata.com/capacitor/lineup/gj8/ серии, но в моих экспериментах GJ8 не давали ощютимого выигрыша.
Недостаток KRM- паять вручную надо аккуратно, могут отпяваться выводы. Для машинной пайки в товарных количествах Мурата предлагает помошь в перенастройке оборудования.
Ну и они достаточно дорогие.
Вот кстати хорошая презентация на эту тему: http://www.murata.com/en-us/products/cap...ution/naki
2. Распайка конденсаторов зеркально, с обоих сторон платы, такой сандвич. Деформация вызываемая одним конденсатором компенсируется другим.
В наших экспериментах оба метода показали себя примерно равноценно и давали выигрышь примерно на уровне 8-10дБ.
Это не означает что они совершенно равноценны, просто мы опускались ниже уровня заметности в обоих случаях
Сопсна эта проблема сначала возникла под псевдонимом "поющие" индуктивности. Поскольку последнее встречается чаще.
А поют они обычно достаточно похоже, хотя механизмы совершенно разные.
Пару лет назад один из заказчиков пожаловался на то что он купил систему с SSD, а она шумит при загрузке как будто там
работает обычный "механический" диск драйв.
Начали разбираться. Идентифицировать что конкретно поёт с наскока не получилось. Т.е. на одной борде была явно дефектная индуктивность, плохо склеенный феррит.
Но когда протестировали ещё десяток плат, вюаснилось что они все "поют". Немного потише, но поют.
Попробовали локализовать, поменяли индуктивности в подозреваемом регуляторе,
попробовали даже самодельные индуктивности без сердечника,
залили их эпоксидкой, потом залили всю подозреваемую область борды эпоксидкой-ничего не менялось.
Сделал мелкий микрофон, в Диджикее есть 2мм капсюли. Поскольку направленность микрофона обеспечивает очень маленькую разницу фронт/тыл, основной фактор обеспечивающий определение "поющих" компонентов - расстояние до них. Соответственно, маленький микрофон который перемещается близко от платы (ну например на расстоянии 5мм)
должен позволять достаточно хорошо идентифицировать излучающий компонент.
Но самое интересное-оказалось что излучает в основном сама плата. Т.е. пока двигаешься параллельно плате - амплитуда почти не меняется.
Подходишь к краю платы-амплитуда падает.
В результате разных экспериментов выяснилось что источником "пения" являются керамические конденсаторы.
Но "поют" они не сами по себе. Да, их кузов деформируется при изменении напряжения. Причём эта деформация тем больше, чем больше поляризующее напряжение. По моим наблюдениям, при одной и той-же амплитуде переменного напряжения пение громче при большем постоянном напряжении.
Что соответствует данным приведённым в http://www.kemet.com/Lists/TechnicalArti...ssions.pdf
Хотя я только сегодня нашёл эту статейку.
В моём случае на них подавалась постоянка 12В, а амплитуда переменки была несколько сотен милливольт.
Поёт на самом деле сама плата. Чем-то это напоминает камертон. Т.е. сродни тому что деформация конденсатора вызывает что-то типа удара. Нет, он не бьётся о плату, он просто вызывает её локальную деформацию. А дальше по и в плате начинают возникать волны типа Ламбовских и Релеевских.
https://en.wikipedia.org/wiki/Lamb_waves
https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_wave
А частоты в принципе зависят от упругости материала и удельной массы.
Так получалось, что в нашем случае подчёркивались частоты в диапазоне от 2Кгц до 16Кгц
Мы даже сделали простую модельку в ANSYS Multiphysics http://www.ansys.com/Products/Multiphysics , ввели параметры FR4 и получили достаточно близкие к реальности частоты.
Отсюда вытекают 2 основных метода борьбы для тех случаев когда не получается уменьшить амплитуду переменки:
1. Конденсаторы на "стойках" Типа Муратовских KRM http://psearch.en.murata.com/capacitor/lineup/krm/
Мурата правда обещает подавление и в GJ8 http://psearch.en.murata.com/capacitor/lineup/gj8/ серии, но в моих экспериментах GJ8 не давали ощютимого выигрыша.
Недостаток KRM- паять вручную надо аккуратно, могут отпяваться выводы. Для машинной пайки в товарных количествах Мурата предлагает помошь в перенастройке оборудования.
Ну и они достаточно дорогие.
Вот кстати хорошая презентация на эту тему: http://www.murata.com/en-us/products/cap...ution/naki
2. Распайка конденсаторов зеркально, с обоих сторон платы, такой сандвич. Деформация вызываемая одним конденсатором компенсируется другим.
В наших экспериментах оба метода показали себя примерно равноценно и давали выигрышь примерно на уровне 8-10дБ.
Это не означает что они совершенно равноценны, просто мы опускались ниже уровня заметности в обоих случаях
Nobody Is Perfect