3-2016

EMV
Entstörung von LVDS-Verbindungen mit Nahfeldsonden
LVDS-Treiber (und
LVDS-Empfänger)
können Quellen
für eine erhebliche
Störaussendungen sein.
Über eine mangelhafte
Schirmung der Kabel
und Steckverbinder
können die Störungen,
die durch die LVDS-
Treiber verursacht
wurden, nach außen
dringen und zur
Störaussendung
führen.
Meist sind ungewollte Gleichtaktströme
der LVDS-Treiber
Ursache für die Störaussendung.
Die Gleichtaktströme sind stark
vom Typ der LVDS-Bausteine
abhängig. Die Praxis hat gezeigt,
dass auch LVDS-Empfänger
in die LVDS-Leitungen erhebliche
Gleichtaktströme abgeben
können. Die Steckverbinder der
Übertragungssysteme können
meist den Gleichtaktströmen
nicht so gut standhalten wie den
Gegentaktströmen. Die Gleichtaktströme
koppeln wesentlich
stärker aus den symmetrischen
Übertragungssystemen aus. Die
Gegentaktströme löschen sich
aufgrund der Symmetrie der
Übertragungssysteme aus und
Bild 1: Messaufbau
werden dadurch unterdrückt.
Wenn in Steckverbindern die
symmetrischen Leitungen gegen
die Schirmung nicht symmetrisch
aufgebaut sind, koppeln
zusätzlich Gegentaktströme aus
dem Steckverbinder aus. Zur
Entstörung kann das Problem
der Gleichtaktströme messtechnisch
aufgeklärt werden, damit
zielführende Gegenmaßnahmen
am richtigen Ort eingebaut werden
können. Zur Aufklärung sind
hochauflösende Messungen an
den LVDS-Pins der Treiber und
Empfänger durchzuführen. Die
entsprechende Auflösung wird
mit der Nahfeldsonde MFA-R
0.2-6 erreicht.
Im Bild 1 ist der Messaufbau
dargestellt. Die LVDS-Baugruppen
sind über RJ-45-Buchsen
und Patchkabel verbunden. Mit
der Nahfeldsonde MFA-R 0,2-6
werden Messungen an den Pins
nach Bild 2 und 3 ausgeführt.
Wenn das LVDS-Pärchen
Gegentaktstrom trägt, addieren
sich die Felder zwischen den
Pins (Bild 4). Zwischen den Pins
entsteht eine höhere magnetische
Feldstärke als außerhalb des Pinpärchens.
Wenn die LVDS-Pärchen
einen Gleichtaktstrom tragen,
löscht sich das Magnetfeld
der Gleichtaktströme zwischen
den Pins aus (Bild 5). Zwischen
den Pins des LVDS-Pärchens ist
also eine minimale Feldstärke
zu messen und außerhalb des
LVDS-Pinpärchens eine höhere
Feldstärke. Auf Basis dieser
Zusammenhänge lassen sich für
die Aufklärung zwei relevante
Messorte für die Magnetfeldsonde
MFA-R 0,2-6 definieren.
Einmal muss die Sonde mit
der Spulenfläche zwischen das
LVDS-Pinpärchen gelegt werden
(Bild 2) und zum anderen
muss die Sondenfläche neben
das LVDS-Pinpärchen gelegt
werden (Bild 3). Die Messergebnisse
sind in Bild 6 und Bild
7 zu sehen. Der rote Kurvenverlauf
zeigt die Messung zwischen
den LVDS-Pinpärchen (Bild 2).
Die blaue Kurve zeigt die Messung
außerhalb der LVDS-Pinpärchen
(Bild 3).
Mess-und Dokumentationssoftware
ChipScan-ESA
Die Messungen wurden mit der
Mess-und Dokumentationssoftware
ChipScan-ESA ausgeführt.
An den Messergebnissen erkennt
man, ob Gegentakt- oder Gleichtaktstrom
vorhanden ist.
Das Ausgangspärchen des TTL-
LVDS-Treibers (Bild 6) zeigt
einen Strom mit überwiegend
Gegentaktstromanteil in den
Pins. Zwischen den Pins 5 und 6
wird maximales Feld gemessen
und neben den Pins wird minimales
Feld gemessen (Bild 4).
Der geringe Unterschied zwischen
den Feldern deutet
darauf hin, dass ein zusätzlicher
Gleichtakt-Stromanteil vorhanden
ist.
Bild 2: Messung mit der MFA-R 0.2-6 zwischen dem
LVDS-Empfängerpärchen-Pins 1 und 2
Bild 3: Messung mit der MFA-R 0.2-6 außerhalb des
LVDS-Empfängerpärchens-Pins 1 und 2 (Pin 3 NC)
Das Eingangspärchen des
LVDS-TTL-Empfängers (Pin
1 und 2) wird genauso vermessen.
Ergebnis ist, dass zwischen
den Pins weniger Feld gemessen
wird als neben den Pins (Bild 7).
Das bedeutet dass, Gleichtaktstrom
vom Empfänger erzeugt
wird (Bild 5).
36 hf-praxis 3/2016