EMC

Wyładowanie elektrostatyczne trwa bardzo krótko, lecz jego przebieg jest niezwykle gwałtowny: czoło impulsu narasta w czasie krótszym niż nanosekunda, a prąd szczytowy może osiągać dziesiątki amperów. Jednym z podstawowych środków ochrony przed tymi destrukcyjnymi zdarzeniami są transile.

Prototyp urządzenia może z sukcesem przejść wszystkie testy funkcjonalne na biurku konstruktora, a mimo to wykazywać zbyt silną emisję lub podatność na zakłócenia EMI....

Obwód wyjściowy każdej linii GPIO w STM32 jest zbudowany z pary tranzystorów MOS. W idealnym świecie ich parametry byłyby zawsze takie same: niezależnie od egzemplarza układu, temperatury pracy czy napięcia zasilania. W rzeczywistości tak nie jest, ale na szczęście bardziej rozbudowane mikrokontrolery STM32 mają wbudowane rozwiązania pozwalające przeciwdziałać nieuniknionym dryfom i tolerancjom produkcyjnym.

Trzecia część naszego cyklu poświęconego dynamice GPIO w STM32 odsłania prawdziwe oblicze zderzenia nowoczesnej "cyfrówki" z bezlitosną analizą EMC w domenie częstotliwości. Innymi słowy: sprawdzamy, jak naprawdę ustawienie szybkości GPIO wpływa na emisję zakłóceń RFI.

W pierwszej części materiału opisaliśmy podstawowe zagadnienia dynamiki wyjść GPIO w mikrokontrolerach STM32. Aby pokazać praktyczny wpływ konfiguracji OSPEEDR na działanie wyjść MCU, wykonaliśmy w naszym laboratorium eksperyment, którego wyniki stanowią ważną wskazówkę dla projektantów PCB i programistów.

Rejestr GPIOx_OSPEEDR, odpowiedzialny w mikrokontrolerach STM32 za dynamikę sygnałów na liniach GPIO, często bywa konfigurowany „na wszelki wypadek” od razu na najwyższą możliwą prędkość. Takie działanie to jednak spory błąd - w rzeczywistości od ustawienia OSPEEDR zależy bardzo wiele, choć zwykle problem wyjdzie na jaw w najmniej pożądanym momencie.

Problemy z enumeracją, losowe rozłączanie urządzenia USB czy nadmierna emisja zakłóceń w testach EMC - takie problemy często mają źródło nie w firmware, lecz...

Pomiar tętnień i szumów na wyjściu przetwornicy impulsowej wydaje się zadaniem dziecinnie prostym: wystarczy podłączyć sondę oscyloskopową do wyjścia, ustawić sprzężenie AC i odczytać wartości Vpp Vrms zmierzone automatycznie przez oscyloskop. W praktyce jest to jeden z tych pomiarów, w których konfiguracja stanowiska potrafi wpłynąć na wynik bardziej niż sam badany układ.