GSM天线干扰MCU导致死机或重启（求大神支招）

只看该作者 · 2020-3-26 18:47

我们板子方案是AP3+M26，4层板（36*28mm），410mAH聚合物锂离子电池供电，MCU与GSM模组独立供电，天线是用内置的FPC天线，机器内部比较紧凑。

问题来了，样机都良好运行，没有发现死机或者重启问题，

小批量试产后，部分机器（并非每台都出现，有些就一直都没出现）在信号环境差的情况下死机或者重启概率比较大，信号环境好的情况下概率低一些。（大部分都是GSM发送消息的时候卡死或重启）

PS:死机状态下大概20-30秒界面卡死，过后自动恢复（界面卡死状态下GSM模组还是能收到消息，也就是说模组没卡死）

是不是天线干扰电池保护电路或者MCU导致部分机器出现这种情况？（机器内部紧凑，天线与电池，板子挨的比较近）

只看该作者 · 2020-3-27 11:34

求大神支招

只看该作者 · 2020-3-30 16:39

信号差时gsm会提高发射功率，估计是mcu被干死了。可调整一下天线的位置或线缆走向试试

1万 · 2020-3-30 17:41

另外，可能天线没有调试好，性能差，所以模块经常使用极限功率发射。

只看该作者 · 2020-3-31 23:21

huzaizai007 发表于 2020-3-30 16:39
信号差时gsm会提高发射功率，估计是mcu被干死了。可调整一下天线的位置或线缆走向试试 ...

结构比较紧凑，天线位置不太好动。

目前不知道往哪方面着手了，没搞清楚具体是什么原因造成的

1万 · 2020-3-31 23:58

meeyu 发表于 2020-3-31 23:18
谢谢指点。
天线性能确实不太好，21db左右，目前也达到了目前环境的最高了（结构比较紧凑，环境不太好）
...

直接把天线拿掉，或者焊几厘米导线做天线，离MCU远点，要是还是一样的现象，说明不是辐射导致，而是电源瞬间跌落；
没看到电压明显跌落，有可能是示波器设置不对。

只看该作者 · 2020-4-1 08:36

电源跌落的可能性比较大

1万 · 2020-4-1 09:58

电池与GSM模块电源引脚之间有没有串联什么元件？滤波储能电容容量有多大？

只看该作者 · 2020-4-1 10:28

lfc315 发表于 2020-4-1 09:58
电池与GSM模块电源引脚之间有没有串联什么元件？滤波储能电容容量有多大？ ...

没有串联任何东西，滤波电容100UF的（模组设计手册上建议用的）

1万 · 2020-4-1 13:34

meeyu 发表于 2020-4-1 10:28
没有串联任何东西，滤波电容100UF的（模组设计手册上建议用的）

这样不保险；一是你的电池本身容量也不大，有一定电池内阻的压降，二是电池保护板MOS管也有内阻；
加一个2200uF电解和一个几十uF的MLCC电容试试。

只看该作者 · 2020-4-1 15:03

lfc315 发表于 2020-4-1 13:34
这样不保险；一是你的电池本身容量也不大，有一定电池内阻的压降，二是电池保护板MOS管也有内阻；
加一个 ...

感谢回复

内部结构空间放不下这么大的电容，最大也就能放220UF的。

目前测试情况： PCB板上面是紧贴LCD屏幕的，开始在屏幕下方贴吸波屏蔽纸后，死机，重启变少。屏幕花屏完全没有

把屏蔽纸去掉后，屏幕花屏就明显严重出现（GSM通信的时候），死机，重启概率也明显提升。

只看该作者 · 2020-4-2 19:54

如果屏和mcu板子是通过导线连接的话，可以考虑导线缠铜箔试试，铜箔要可靠接地。
有的设备没事，也可能和内部走线差异或设备接地不良有关。考虑下调整内部布线工艺，导线绕开天线。板子和整机都要接地良好。
不清楚设备结构，屏蔽加多了可能也会影响信号。

只看该作者 · 2020-4-4 22:55

电源设计有问题 GSM模块在发短信的时候需要2A 100ms的突发电流很容易把供电电压拉下来

只看该作者 · 2020-4-11 11:30

yjtks 发表于 2020-4-4 22:55
电源设计有问题 GSM模块在发短信的时候需要2A 100ms的突发电流很容易把供电电压拉下来 ...

示波器测了MCU输入端的电压，波动不大，死机的时候最大尖峰250MV左右，理论上没超出。

只看该作者 · 2020-4-11 11:33

huzaizai007 发表于 2020-4-2 19:54
如果屏和mcu板子是通过导线连接的话，可以考虑导线缠铜箔试试，铜箔要可靠接地。
有的设备没事，也可能和内 ...

谢谢！

如楼上“LFC315”所说

意思是很大可能是屏被辐射干扰到了，使得MCU跟屏通信不顺，所以MCU死机？

1万 · 2020-4-11 11:36

看来楼主好懒啊，这么久了，随便做做实验，也早该有结果了吧

只看该作者 · 2020-4-11 22:51

怀疑射频干扰可以在天线往cpu辐射的方向上贴个吸波材料,莫宝就有也不贵

4万 · 2020-4-12 20:54

主要因素是电源瞬态波动或射频耦合干扰，前者更容易出现。测试办法是模拟信号场强较差的环境，使系统发生故障，然后在同一条件下外接大容量电源再做测试。问题消失说明是电源容量问题，问题依旧说明是射频耦合干扰。

4万 · 2020-4-12 20:57

解决射频耦合干扰的主要办法是改进PCB布局和走线，特别要注意时钟和复位管脚，同时电源也要加强去耦。修修补补的措施可尝试用导电材料屏蔽系统，但这属于遮掩问题而非解决问题，未必适合所有极端情况。

只看该作者 · 2020-4-15 20:32

chunyang 发表于 2020-4-12 20:57
解决射频耦合干扰的主要办法是改进PCB布局和走线，特别要注意时钟和复位管脚，同时电源也要加强去耦。修修 ...

非常感谢chunyang大大指点。

目前测试情况是。用外部稳压源供电。问题依旧。

射频耦合干扰，mcu也做了屏蔽。电池包导电布接地。屏幕接地。复位加高频电容滤波，电源加高频电容滤波。各种屏蔽。各种接地。都试了。都只能改善。不能完全解决。

最近试了把天线匹配电路2.7nH电感(天线厂建议加的) 换成3.9 pF电容后。目前初步测试没发现问题。也可能是测试的还不够多。