天线干扰MCU导致重启问题（求大神支招）

只看该作者 · 2014-8-21 19:41

本帖最后由 jcavalier 于 2014-8-22 09:52 编辑

是这样的，我们板子方案是LPC1788+SIM900A，这两大块分别在两块板子上，通过FFC线连接，装在机器里面后，两块板还是挨得比较近的，大约20mm的样子。我们天线是用的普通的外置车载长条式的那种天线，不过是放在机器里面的，位置就在SIM900A这块板子的上面。
问题来了，我们整机跑起来后，有的时候会出现重启的现象。我用示波器看了下电源，发现电源上面有217Hz的干扰，正常情况下波动稍小，100mV左右，见下图：

而有的时候，这个干扰造成的波动就特别大，能达到600mV，见下图：

经过这几天的测试，我终于找到了复现这个问题的方法：我们PCB板会有jtag调试线接出来，我把jtag线靠天线越近，波动的幅度就会越大。
我很奇怪，天线的干扰是怎么通过导线传到主板上？干扰还会被放大那么多？它又是通过哪根线传进去的呢？有什么方法可以对策下这个问题呢？
这个搞了好久，都没搞定，求各位不吝赐教，谢谢！

只看该作者 · 2014-8-21 19:42

貌似传多了张图片，不好意思哈！！

只看该作者 · 2014-8-22 09:54

是不是没分就没人回啊。。。
还是这个问题大家都没碰到过呢？

只看该作者 · 2014-8-22 14:35

MCU抗干扰比较差吧，用AVR吧

只看该作者 · 2014-8-22 15:45

旭日东起发表于 2014-8-22 14:35
MCU抗干扰比较差吧，用AVR吧

NXP在工业领域还是没什么问题吧。
其实问题的本质也不是MCU复位，是复位芯片探测到电源跌落然后让MCU复位的。
我试过把复位芯片去掉，就基本不会了，但是电源上的跌落还是有的。

只看该作者 · 2014-8-22 16:23

你的主板没有外壳什么的吗，或者把天线拉到控制柜外面

只看该作者 · 2014-8-22 16:55

本帖最后由 djxf 于 2014-8-22 17:06 编辑

jcavalier 发表于 2014-8-22 15:45
NXP在工业领域还是没什么问题吧。
其实问题的本质也不是MCU复位，是复位芯片探测到电源跌落然后让MCU复位 ...

217Hz是GPRS模块内部固有的帧时钟信号，处理不好的话，电源确实有可能被干扰到（功放大功率发射时，对电源的影响更明显）。所以本质上并不是天线干扰而产生的，但有可能因被天线接收或辐射而放大（你那JTAG线其实也是根天线）。

建议：
1.尽量将GSM模块的电源和你们自己电路的电源隔离，比如在主电源处尽早分离，并单独滤波处理。这个可能是最重要的。
2.可能的话调整天线的摆放，尽量减小对内部的干扰。如果做不到，则尽量做好屏蔽。

只看该作者 · 2014-8-22 17:08

renqinglei 发表于 2014-8-22 16:23
你的主板没有外壳什么的吗，或者把天线拉到控制柜外面

试过了，会稍微好一点，但不能完全解决。
而且我们始终还是要装在机器里面的。

2万 · 2014-8-22 17:09

原因很简单，你的电源是否供电能力不足？
GSM通信时，信号越差，发射功率越大，需要消耗的电流越大，电源的纹波越大。
当你把JTAG信号线靠近GSM天线，会干扰天线，同时天线的增益会下降，发射功率会加大。
所以，本质还是你的电源供电能力不足，要求瞬间起码2A以上，最好保证3A的瞬间电流。
这需要你自己专门测试的，供电能力不足，加大电源滤波电容是不太起作用的。
当然，做GSM设备，最终还得测试天线性能，不是随便搞搞就可以的。

只看该作者 · 2014-8-22 17:17

djxf 发表于 2014-8-22 16:55
217Hz是GPRS模块内部固有的帧时钟信号，处理不好的话，电源确实有可能被干扰到（功放大功率发射时，对电源 ...

感谢大神的回复:lol
那就是导线形成天线然后将干扰耦合到地上去了？不知道理解得对不对。
对于您的两点建议，回复如下哈：
1、电源从DC-DC出来之后很早就分离了，虽然走的是两层板，地可能不太好吧，但是我直接飞线试过，没什么效果，我想应该不是这个原因；
2、向您请教些典型的屏蔽的方法，我对这方面不懂哦，谢谢！

只看该作者 · 2014-8-22 17:24

gx_huang 发表于 2014-8-22 17:09
原因很简单，你的电源是否供电能力不足？
GSM通信时，信号越差，发射功率越大，需要消耗的电流越大，电源的 ...

谢谢您的赐教！
电源是一颗5V、3A的国产DC-DC芯片（XL2596S）通过三极管（S3A）降压得到的。5V供MCU和GSM模块，驱动能力应该够吧。。。
我工作也有4年了，看来技术层面的深度还远远不够啊

只看该作者 · 2014-8-22 17:30

本帖最后由 djxf 于 2014-8-22 17:35 编辑

jcavalier 发表于 2014-8-22 17:17
感谢大神的回复
那就是导线形成天线然后将干扰耦合到地上去了？不知道理解得对不对。
对于您的两点建 ...

未必不是电源或地的问题。电源怎么个分法？贴图看看？或者试试用外接电源分别给两个板子供电看看会不会好点？

至于屏蔽，揭开SIM900的盖子看看他的屏蔽罩怎么设计的就可以大致了解一点了，说白了就是用金属做屏蔽。另外，两个板子之间的连接线估计也是个容易受到干扰的地方。

直接扔个天线在里面确实比较头疼。

2万 · 2014-8-22 19:12

jcavalier 发表于 2014-8-22 17:24
谢谢您的赐教！
电源是一颗5V、3A的国产DC-DC芯片（XL2596S）通过三极管（S3A）降压得到的。5V供MCU和GSM ...

不能光看电源芯片的指标，要实际测试电源的负载特性，带一个2.5A的瞬间电流，看看电压是否出现纹波。有些是电源的输出能力不够，有些是瞬间响应不够。另外，GSM的天线如何放置，周围的电路如何屏蔽和滤波，都是很讲究的。有GSM的场合，设计不好，旁边的MCU都很容易死机的。

只看该作者 · 2014-8-23 10:53

三极管（S3A）降压这是很有问题,建议不要这样子用

只看该作者 · 2014-8-23 13:33

GPRS的模块的电源输入端加两个220uF的钽电容试一下

4万 · 2014-8-23 22:16

首先要增强电源负载能力并抑制电源回路的噪声耦合，其次注意整体EMC设计，MCU本振和总线尽量远离天线，必要时用多层板或加外屏蔽。

只看该作者 · 2014-8-25 11:24

djxf 发表于 2014-8-22 17:30
未必不是电源或地的问题。电源怎么个分法？贴图看看？或者试试用外接电源分别给两个板子供电看看会不会好 ...

这是局部的PCB走线图，麻烦帮忙看一下。
另外您说的用外接电源，我也试试吧。之前一直想着试一下，实在是P事太多了。。。。

只看该作者 · 2014-8-25 11:28

gx_huang 发表于 2014-8-22 19:12
不能光看电源芯片的指标，要实际测试电源的负载特性，带一个2.5A的瞬间电流，看看电压是否出现纹波。有些 ...

多谢指导！受于公司条件限制，电源的负载特性可能侧不了（木有水泥电阻这些东东。。）。目前的话是想着买个TI的pin to pin的芯片来试一下，希望是这个问题吧。
主要也是自己对射频这一块没研究吧，我想下有什么好实现的屏蔽方法没。

只看该作者 · 2014-8-25 11:29

meyong08 发表于 2014-8-23 13:33
GPRS的模块的电源输入端加两个220uF的钽电容试一下

这个试过了哦，没用的说。。

只看该作者 · 2014-8-25 11:30

chenluck 发表于 2014-8-23 10:53
三极管（S3A）降压这是很有问题,建议不要这样子用

。。。
这个成熟的产品里面有这样用的哦，不知道春阳老师怎么看。

天线干扰MCU导致重启问题（求大神支招）

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