FCC и CE тестирование / устранение неисправностей

26

Я серьезно думаю о том, чтобы (практически привержен) проходить один из моих продуктов через тесты FCC и EC, и я впервые делаю это. Это основанная на Arduino электроника, работающая на кристалле 16 МГц, а контроллер Ethernet на кристалле 25 МГц и радиомодуль RFM12B 433 МГц. Радиомодуль, насколько я могу судить, не имеет идентификатора FCC, но они опубликовали данные на своем веб-сайте, которые предполагают соответствие требованиям FCC, часть 15. Здесь все довольно мало энергии, и я буду использовать одобренный США / ЕС настенный блок питания для питания платы.

Так что меня беспокоит то, что произойдет, если мои платы не пройдут тесты? В лучшем случае это проходит, и мы идем дальше, что было бы здорово. Но я действительно честно боюсь того, что произойдет, если он потерпит неудачу, и я не уверен, как это исправить с инженерной точки зрения? Я проверил доски различных функциональных и он прекрасно работает, я действительно ненавижу , чтобы вернуться к чертежной доске , особенно если учесть , что я не буду действительно знать , какие изменения могут быть сделаны , чтобы исправить это.

У меня нет специализированного персонала; это в основном только я. Я занимаюсь производством аппаратного и программного обеспечения с открытым исходным кодом. Большинство людей придерживаются действительно консервативного и пессимистического подхода, когда отвечают на такие вопросы, которые на самом деле не обнадеживают и не поддерживают. Может ли кто-нибудь дать мне некоторое представление о том, что ожидать от этого процесса, и конструктивный опыт о том, как пройти через этот процесс и решить типы проблем, которые могут возникнуть?

Все это просто кажется мне очень недружелюбным и неприемлемым. Я знаю, что я не единственный, кто чувствует себя таким образом. Я надеюсь, что есть некоторые члены сообщества, которые могут пролить свет на это помимо обычного мрака и гибели. По сути, я хочу быть готовым к реальности, но я хочу знать, что в конце туннеля тоже есть свет.

vicatcu
источник
Если у вас есть доступ к анализатору спектра, вы можете купить или собрать несколько зондов для тестирования вашего продукта, прежде чем доставить его в испытательный центр.
Dext0rb
@dextorb У меня, к сожалению, нет анализатора спектра ...
vicatcu
5
Арендуйте один, это не дорого и экономит время на испытательном стенде.
заполнитель
Все доски с полки (т.е. Arduino и щиты)?
tcrosley
@ tcrosley нет моих собственных дериватов и оригиналов ...
vicatcu

Ответы:

35

Начать

Вы захотите некоторые вещи, если сможете их получить. Во-первых, это анализатор спектра с квазипиковым усреднением. Если вы не можете попросить одолжить или украсть один из них, в тестовой лаборатории он будет. Я полагаю, вы могли бы попытаться использовать свой прицел и режим FFT, но это далеко не так хорошо. Тогда, если вы сможете купить себе набор датчиков EMI sniffer, мой будет 100C от Behive Eelctronics, я думаю, что это будет стоить мне 300 долларов. Если вы не хотите покупать это, вы можете сделать зонд плохого человека, взяв три или четыре петли провода в катушку и припаяв каждый конец к одному кабелю BNC. Но у вас действительно должно быть что-то для исследования, потому что даже если вы не можете получить свой собственный анализатор, я был в лабораториях, где мне позволяли сидеть с моим датчиком и их старым устаревшим анализатором спектра и пытаться отладить мою проблему, не заряжая меня. ,

Кроме того, быстрый взгляд на ebay показывает, что вы можете приобрести анализаторы с частотой 1 ГГц примерно за 1000 долларов.

Готовит:

Хорошо, я предполагаю, что вы не проектировали свою плату с учетом EMI. Было бы очень хорошо, если бы у вас была хорошая четырехслойная доска, хорошо отсоединенная, с мощностью и gnd в середине, без следов, проходящих через расщепленные плоскости и т. Д. Если вы этого не сделаете, вам следует серьезно взвесить стоимость времени испытательной камеры VS возрождая вашу доску. Может быть, ваш дизайн может поддерживать часы с расширенным спектром? Если так здорово, используйте его! Я просто пытаюсь указать, что любые предварительные действия, которые вы делаете, могут сэкономить вам много денег, когда придет время для сертификации.

Знай свою спецификацию:

Чтобы очистить FCC, вам нужно будет пройти преднамеренное тестирование радиатора 433 МГц и непреднамеренный радиатор класса B. По сути, они будут сканировать все частоты, которые выдает ваша плата, и затем покажут вам, превышаете ли вы допустимые уровни. Это поможет, если вы знаете правила, так что вот несколько ссылок на то, что вам нужно.

Обзор:

Одна из приятных сторон большинства сертификационных лабораторий состоит в том, что у них есть эксперты, которые могут проанализировать ваш дизайн и ваш макет, чтобы указать на возможные проблемные области, но не ожидайте, что вы сможете положиться на них, чтобы решить ваши проблемы за вас. Я бы просто посоветовал вам придерживаться позиции, что вы действительно не знаете, что делаете с точки зрения соответствия. Обратитесь за помощью и выслушайте столько, сколько сможете. Я не знаю, куда вы планируете пойти, но вот несколько мест, которые я использовал:

Я также использовал небольшие независимые места. Все они могут помочь вам, но мне нравится выбирать какое-то место поблизости, чтобы я мог проникнуть туда, когда мне нужно, никто не хочет двухчасовую поездку каждый день, работая над проблемой выбросов. Кроме того, иногда другие люди заканчивают работу рано, и вы можете попасть на полдня за полцены, что приятно, когда у вас ограниченный бюджет.

Ваш первый день излучаемых излучений:

Хорошо, это ваш первый день, когда вы собираетесь сделать предварительное сканирование, потому что вы не знаете, пройдете вы или нет. Конечно, вы принесли свой продукт в лабораторию, и если вам нужны какие-либо кабели, вы привезли их «действительно очень длинные» версии. Если вам нужен USB-кабель для отладки, вам лучше иметь длинный, потому что он проходит под полом и на некотором расстоянии от комнаты за пределами камеры. Они собираются поместить ваш продукт в камеру на вращающемся столе, вы запустите его и запустите, а затем закроете дверь.

камера

Теперь эта часть занимает немного времени, они будут вращать вашу карту, перемещая приемную антенну вверх и вниз. В итоге вы получите набор графиков из разных позиций, показывающих амплитуду / частоту, излучаемую вашей картой. Там также будет линия, вы пересекаете линию, вы терпите неудачу, вы не проходите. Скорее всего, с первой попытки вы потерпите неудачу, не волнуйтесь, это происходит постоянно.

Линия

Аххххх я провалилась теперь что?

Хорошо, вы потерпели неудачу, но вы получили эту классную карту, которая в основном показывает вам, где вы терпите неудачу. Может быть, это что-то очевидное, например, точная частота, на которой работает ваш микро. Или менее очевидно, например, почему я терплю неудачу на 1,34 МГц ??? Теперь это становится процессом отладки, как и все остальное. Имейте в виду, что в наиболее упрощенной форме излучение вызвано током, протекающим в петле. Это создает электромагнитные поля, эти поля излучаются с вашей доски, и FCC злится. Ваша задача - отследить эти источники шума и подавить их.

Вот почему я заставил вас сделать или получить зонд, теперь вы можете вернуться в эту камеру с зондом и анализатором и, замедляя, перемещать зонд вокруг вашей карты, пока не найдете эти проклятые 1,34 МГц. Разделяй и соглашайся - это название игры. На более сложных досках вы можете позволить себе роскошь выключать детали или извлекать вещи и снова тестировать. Допустим, вы обнаружили, что источником вашего шума является операционный усилитель. Хорошо распаяй его и отсканируй еще раз, что скажет тебе источник. Такие вещи, как часы, шины и, особенно, внешние кабели, являются отличными источниками излучения (как и спешно спроектированные платы).

В основном мойте и повторяйте, пока не получите представление о том, откуда происходят ваши выбросы.

Исправляя это:

Я вернусь к подготовке снова, потому что все, что вы могли бы сделать, будет меньше денег и менее болезненным, чем то, что вы попробуете сейчас. Есть так много возможных причин и исправлений, и было бы невозможно перечислить их все. Некоторые вещи, которые вы можете попробовать использовать медную ленту для покрытия компонента (или вашей платы) и заземления. Затем снова сканируйте, это похоже на то, что на вашей доске уже есть щит. Вы можете попробовать снизить граничную частоту часов или последовательных линий, если кажется, что это происходит от этого. Может быть, поможет вырезание и перенаправление сигнала. Внешние кабели - это всегда борьба. Вы можете попробовать закрепить ферритовые шарики или другие решения там. В вашей лаборатории должна быть куча игрушек, а также различные колпачки, резисторы и другие странные вещи, которые можно попробовать. Мой совет - на день взять скан и попытаться изолировать вещи. Затем попросите помощи в лаборатории, и вернитесь сюда и попросите о дополнительной помощи.

После каждого изменения сканируйте его с помощью своего анализатора, это также то, что вы можете сделать у себя дома или в офисе, если у вас есть оборудование. Вы можете работать над снижением этого уровня эмиссии в течение всего дня, и когда вы думаете, что он у вас есть, снова возвращайтесь в камеру. Сдерживает босса от затрат или снижает уровень стресса, если вы босс.

Не бойся

В первый раз всегда страшно, у меня были младшие инженеры, которые несколько дней пытались разобраться. Это может быть кошмарный сценарий, когда эти 1200 долларов в день выходят из вашего кармана. Если вы просто не торопитесь, разделяете и побеждаете, вы сможете его получить. Не бойтесь просить больше советов снова и снова. Если бы я мог получить половину вещей, через которые мы прошли, тогда вы можете получить свою доску.

По расширенному спектру:

Если ваша плата справится с этим, рассмотрите возможность использования источника синхронизации с расширенным спектром вместо того, что вы используете сегодня. Частота SS немного колеблется от основной частоты такта назад и вперед. Это помогает, потому что FCC измеряет не вашу амплитуду пика, а ваш квазипик, который является способом усреднения. Таким образом, колебаясь вокруг вас, уменьшите среднюю амплитуду ваших излучений. Большинство моих потребительских проектов используют это, так как мы всегда были в пластиковых коробках.

Металлические корпуса / Sheilding:

Вы всегда можете сделать свой продукт тем или иным способом. Большинство дешевых потребительских товаров находятся в пластиковых коробках, а большинство маленьких девайсов - под открытым небом. Однако многие продукты либо входят в какую-то металлическую коробку или корпус, либо имеют отдельные части на плате, которые защищены. Если вы когда-нибудь разрывали какую-то электронику, то, несомненно, вы видели части или участки схемы с маленькой металлической коробкой с отверстиями в ней. Вы можете поиграться с медной лентой или алюминиевой фольгой при отладке, чтобы посмотреть, поможет ли это. Просто убедитесь, что вы GND, и не закорачивайте ничего! Я обычно кладу Kapton или какую-то другую ленту, а затем кладу на нее свою медную ленту.

Возвращаясь к подготовке еще раз, часто неплохо, если вы можете оставить места и соединения GND вокруг частей или секций схемы, чтобы вы могли легко добавить клетку позже, если потребуется. Таким образом, если вы застрянете в последнюю минуту, вам, по крайней мере, не придется дышать. Часто вещи, которые могут быть решены с помощью клетки, могут быть решены с помощью тщательного перепроектирования, но не всегда.

фото клетки

Преднамеренный радиатор:

Если вам придется пройти через это, то это больше затрат и больше боли в ... :) Мой совет для вашего первого раза, так как вы все равно используете модуль, если модуль плюс антенна, которую вы используете, не предварительно сертифицированный, затем выберите другой. Зачем тратить деньги на отладку их платы? Для меня в этом весь смысл покупки модуля, иначе я бы просто сделал его сам. Если вы решите не делать этого, то этот тест будет похож на приведенный выше, но теперь они будут смотреть, как излучает ваш продукт, находится ли он в пределах допустимой мощности, не мешает соседним полосам и т. Д. Я уверен кто-то здесь может объяснить этот процесс лучше, чем я. Я сделал это только один раз с помощью.

Проводимые выбросы:

Я предполагаю, что вы используете настенный блок питания в стиле бородавок и не подключаетесь напрямую к электросети. Если это так, это должно облегчить вам проведение проведенного теста на выбросы. Большинство производителей предоставляют штекеры, которые, по крайней мере, проходят проводимую часть теста на выбросы, а если ваша не пробует другой штекер :) (спасибо @ dext0rb за указание на это)

Я уверен, что пропустил некоторые вещи, поэтому, если у вас есть вопросы, дайте мне знать. Я буду рад помочь вам в первый раз. Я уверен, что другие парни тоже будут участвовать. Это сложная область, но бояться нечего.

Какой-то аппаратный парень
источник
1
Быстрый вопрос о кондуктивных выбросах: если вы используете бородавку, вам не нужно проводить тестирование? Проводится только если вы строите свой собственный источник переменного / постоянного тока? Я должен был протестировать продукт PoE, и испытательный центр сказал, что нам потребуются проводимые выбросы, даже если адаптер питания и сам PoE находятся вне нашего контроля. Это было очень неприятно, потому что мы получили целую кучу PoE-инжекторов и бородавок и выбрали самые тихие из них. Кажется, что не имеет значения, если потребитель может использовать любой инжектор / wallwart на планете ...
dext0rb
Я вернулся и посмотрел, и я думаю, что вы правы, вам все еще нужно это для окончательной сертификации, но если вы используете уже сертифицированный штекер, который не должен быть чем-то, о чем вам нужно беспокоиться ... надеюсь, все еще возможно, что вы могли бы вызвать проблемы, хотя. Я исправлю то, что написал там
Some Hardware Guy
Нужно будет прочитать и отредактировать обзор. Пока у вас нет умственных способностей, но некоторые заголовки разделов могут сделать эту статью намного проще. Ссылки на требования также были бы хорошими, но это выходит далеко за рамки того, что необходимо, если бы вы это сделали, я бы дал вам от 50 до 500 повторений в зависимости от того, насколько вы внимательны (это верно, я верю во взяточничество) ,
Кортук
Оказывается, я подвержен взяточничеству, дайте мне знать, если эти изменения хороши.
Какой-то аппаратный парень
1
... Наличие источника переменного / постоянного тока внутри коробки дает вам еще один уровень "изоляции", прежде чем токи нагрузки попадут на длинные излучающие провода. Конечно, если вы используете готовый источник переменного / постоянного тока, вы должны ожидать / требовать, чтобы поставщик разработал его так, чтобы он сам не создавал / не связывал никакие циклические токовые нагрузки с сетевым проводом.
Фотон
8

Ааа, да, стою у подножия крутой кривой обучения.

Лучше всего начать с одной из превосходных книг по системному EMI / RFI уровня - Генри Отт является известным хорошим справочником. У Говарда Джонсона также есть отличная веб-серия.

Время в тестовой камере дорого, но там можно многому научиться. Есть вещи, которые вы можете сделать заранее, чтобы убедиться, что вы уже начали нарастать. Сначала я использовал в своей лаборатории портативные детекторы от Credence Technologies , антенны с малой петлей на анализаторах спектра и т. Д.

Понимание сигнатур сигналов Фурье также важно.

Что нужно знать:

  • Излучение происходит от краев, замедление их поможет.
  • Вам нужны как источник / возбуждение, так и средство (антенны) для возникновения излучения.
  • Антенны могут принимать различные формы на плате. Магнитное поле / электрическое поле на основе.
    • Возбужденные выбросы магнитного поля можно контролировать, изменяя площадь петли, то есть связывая провода вместе.
  • Часто излучение происходит обратно по проводу от источника питания просто потому, что его длина достаточна, чтобы действовать как антенна.

Специалисты почти всегда очень полезны и могут помочь с различными конфигурациями датчиков и стремятся изолировать области и режимы, и у них будет запас ферритовых шариков, чтобы помочь изолировать шнуры. и т. д. Привлекайте их пораньше, а когда вы придете в учреждение, поговорите с ними, чтобы узнать, с кем вы можете работать.

заполнитель
источник
6

На многих объектах будет проводиться предварительное тестирование на соответствие требованиям, цель которого состоит в том, чтобы устранить проблемы в разработке с помощью чуть менее формального процесса, который часто обходится дешевле в час, чем полное тестирование на соответствие. Вы проведете несколько тестов, проведете некоторые измерения, а затем с инженерами на объекте обсудите способы улучшения вашей схемы, если она не соответствует требованиям. Если вы можете сразу внести изменения в свою плату (например, переключить значения входного фильтра), тогда тесты могут быть перезапущены в течение выделенного времени тестирования. Этот процесс намного удобнее, чем вы думаете - испытательные центры хотят, чтобы ваш продукт стал совместимым, и являются отличным ресурсом, который поможет вам в этом.

spearson
источник