Защита Ethernet-интерфейса от разрядов кабеля
И снова салют.
В начале этого года случилось мне сертифицировать одну разработку на предмет получения международных сертификатов типа CE, FCC, C-Tick и пр. А поскольку устройство достаточно сложное, то пришлось повозиться почти два месяца: то излучение одного интерфейса вылезет выше нормы, то Wi-Fi отваливается и USB OTG начинает хост просить при ESD-разрядах в 8 кВ… В итоге, естественно, получился хэппи энд и накопился некоторый опыт. О последнем подробнее…
Во-первых, пришлось изучить огромную кучу стандартов, что несомненно помогло. Например, лаборатории где проводят тестирование могут сделать тесты для устройства, для которого в стандарте есть лазейка и этот тест, хоть формально и необходим, но может быть “засчитан автоматом”. Или, другой пример, для некоторых тестов связанных с наведенными помехами в стандарте есть оговорка, что тестированию подвергаются только кабели длиной более трёх метров, а тестовая лаборатория может провести тестирование для всех подряд. Вобщем при стоимости каждого теста несколько тысяч долларов, знание стандартов может помочь немного сэкономить.
Хотя есть в стандартах и пробелы. Например, тест на устойчивость к высоковольтным разрядам, прикладываемых к кабелю, оговаривает разные уровни для интерфейсных кабелей и кабелей несущих питающее DC-напряжение. А что делать с PoE? Никто на этот вопрос ответить так и не смог. В итоге после выжигания пары-тройки PoE-модулей двухкиловольтными разрядами решил рассматривать его всё же скорее как интерфейс :).
Во-вторых, современные стандарты на радиоизлучения ставят очень жесткие рамки. Превысить все пределы запросто можно схемой состоящей всего из одной микросхемы обычной логики. Что говорить о современном устройстве с множеством высокоскоростных интерфейсов… Уложиться в границы не то чтобы совсем нереально, но надо жестко следовать определенным правилам и тонкостям разработки схем и то еще не гарантирует успех в первой итерации. При этом особенно страдают производители цифровой техники широкого потребления, ибо их задача вывести новинку на рынок быстрее конкурентов, а временные затраты на повторную итерацию дизайна обходятся дорого. А так как для сертификации достаточно предоставить отчет о проведенных тестах в сертифицирующий орган, то закралось мне такое сомнение, что многие крупные фирмы позволяют себе… эээ… несколько приукрасить отчет :). Так, при тестировании на радиоизлучения использовавшиеся при этом в качестве вспомогательных модулей нетбук и Ethernet-свитч всемирно известных марок (называть не буду) так безбожно излучали, что перекрывали не только свои лимиты, но и менее жесткие мои. При этом стикеры на соответствие всем мировым стандартам естественно украшали днище каждого из устройств. “Спокойно” себя вели LCD-монитор Dell и Wi-Fi роутер Apple, свитч же пришлось совсем убрать из безэховой камеры, а нетбук полностью завернуть в два слоя алюминиевой фольги.
Ну и в-третьих, прочитаны мегабайты книг/советов/аппнотов/рекомендаций как по защите электронного оборудования от внешних воздействий, так и по уменьшению паразитного радиоизлучения. Самое, на мой взгляд, полезное будет появляться в рубрике ЭМС. Сегодня одна из обзорных статей, на примере Ethernet описывающая с какими задачами приходится стлакиваться разработчику при защите интерфейсных входов устройства.
