爱好面包板接线指南以保持在合法的 RF/EMI 限制范围内?

电器工程 射频 电磁兼容 面包板
2022-01-16 17:28:42

假设一个中学或家庭爱好实验室有一堆面包板、跳线和 3.3V 微控制器,其速度足以在 RF 频率下切换 IO(如果不是在基频,则在切换频率的较低谐波处)。假设数字 IO 切换频率正好位于某个随机 HF 或 VHF 频段的中间。假设学校或业余爱好者不太可能使用校准的频谱分析仪。

因此,为了帮助鼓励最佳实践:

是否有任何好的跳线接线指南来减少面包板(或一组面包板)辐射电磁超出各种限制(美国 FCC 第 15 部分等)的机会?

例如,跳线的最大长度、相对于最近接地回路的最大环路面积、电路环路的最小终端电阻等?

2个回答

没有理由担心面包板会超出限制,FCC 允许在没有测试的情况下构建单个设备:

这对业余爱好者意味着什么?很少,实际上,取决于你在做什么。FCC 允许爱好者构建多达五个单一设计的设备供个人使用,无需进行任何测试。如果 FCC(或其他任何人)就频谱干扰问题与您联系,请立即停止使用该设备,不要再次使用它,您应该会没事的。坚持使用 ISM 频段(13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz、915MHz、2.45GHz 和 5.8GHz,每个频段都有 +/- 一点)以增加舒适度。
资料来源:https ://www.sparkfun.com/tutorials/398

如果您无意中在关心的人正在使用的频段上辐射大量射频,您可能会遇到麻烦。例如:电子广告牌在蜂窝频段上泄漏 RF,电话公司看到其设备泄漏并向广告牌公司投诉。如果公司没有修复泄漏,他们可以向 FCC 投诉,他们可以采取罚款等措施。

您不太可能会用面包板构建一个无意的散热器,从而引起某人的注意。但是,您可能会故意制造一个辐射器(如 FM 收音机),它可能会干扰 10 米外的收音机。如果你正在建造一个有意的散热器,那就是另一回事了。

是否有任何好的跳线接线指南来减少面包板(或一组面包板)辐射电磁超出各种限制(美国 FCC 第 15 部分等)的机会?

不。面包板是一场噩梦,RF 方面;跳线只是看起来像足够高频率的天线,而连接的“条”足够长,可以自己变成单极子……

例如跳线的最大长度,

经验法则:小于 1/10 波长的导线不会成为出色的天线。所以保持简短!

相对于最近的接地回路的最大环路面积,

这将假设您可以确定任何接地回路与环路相比具有低阻抗。面包板通常不是这种情况!

电路回路的最小终端电阻等?

显然,你这样想是绝对正确的:当你知道能量在哪里下沉时,它可以辐射的机会就更少了!所以:

  1. 如果可能,终止
  2. 保持电线相对于波长较短
  3. 不要在高开关频率下使用最大驱动强度
  4. 添加本地去耦电容器——这可能会提高性能和电源稳定性(并且有可能从一开始就减少谐波的产生!),并且它会缩短射频到电源/地的时间。
  5. 添加例如 10 nF 电容器可以用转换速率(这通常是可取的)换取 EMI 抗扰度和发射
  6. 特别是对于微控制器,如果有经验的电子专家或爱好者(咳咳,那就是你!:D)简单地设计(或使用现有设计,参见例如oshpark.com 上的“共享”)承载微控制器的 PCB,这可能是有意义的(提示:有时,尤其是在从 JLCPCB 订购非常便宜的 PCB 时,DIP 和 MCU 的 SMD 变体之间的成本差异已经可以摊销电路板),去耦电容器和振荡器;保持电容器关闭可减少电源/接地回路。拥有 PCB 也使项目更加健壮,为添加标签等提供了一些空间。
  7. 不要太担心——典型的学校实验不会在 10s 的 MHz es 下切换多个安培;如果您注意不要故意制造天线(“我添加了一根 1.5m 电缆,这样我就可以在那边的示波器上测量这个 100 MHz 时钟”),即使使用低功率模式,您也可能会没事