Шумовая проблема с переключателем понижающего / повышающего напряжения


12

Я разрабатываю электрическое устройство для исследовательского проекта (я аспирант, но, к сожалению, не EE!). Дополнительную информацию об устройстве можно найти по адресу http://iridia.ulb.ac.be/supp/IridiaSupp2012-002/.

У последнего прототипа была проблема с источником питания, и поэтому я попытался преодолеть проблемы, разработав новый и лучший. Поскольку устройство питается от литий-ионной батареи, я решил использовать импульсный импульсный регулятор LTC3536: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf

Я в основном использовал эталонную реализацию (страница 1 таблицы данных) для источника питания 1A / 3,3 В, как показано здесь: (источник: ulb.ac.be )схематический

Есть три отдельные плоскости заземления: PGND, идущий от батареи, GND, нормальное заземление и AGND для аналоговых датчиков и т. Д.

Это доска, как я ее разработал в Eagle. Я уже заметил некоторые отклонения от эталонного дизайна, например, C3 и C4 должны быть намного ближе к LTC (U3): (источник: ulb.ac.be )доска

Это вывод, который я вижу на VCC (с или без нагрузки, Vin = 4,7 В). Как видите, Vpp огромен! Он меньше для Vin <4,3 В, но все еще довольно существенный. (источник: ulb.ac.be )шипы

Я сделал немного проб и ошибок, переместив C3 и C2 ближе к LTC, и добавив еще один предел 1 мкФ к C7. Это не очень помогло. Затем я заменил C7 с крышкой 220 мкФ вместо 22 мкФ, упомянутых в спецификации. При этом Vpp составляет ~ 200 мВ. Это намного лучше, но все еще далеко от того, что указано в таблице. Кроме того, это касается только Vin> 4,3 В; ниже этого порога Vpp все еще превышает 2 В. Я полагаю, что это улучшение в сравнении с регулированием доллара, но я не понимаю, как это исправить.

Теперь вопросы:

  1. Мне было интересно, если я сделал ошибку, которая очевидна для тренированного глаза?
  2. Почему Vpp настолько велик, когда шум, указанный в техническом описании, составляет всего 40 мВ?
  3. Есть ли другой способ исправить это, кроме случайного падения в разных выходных конденсаторах?

Вы тестируете блок питания с нагрузкой на его выходе? Эта нагрузка похожа на нагрузку, которую вы будете иметь в нормальных условиях использования?
Фотон

Да, я использовал это с и без нагрузки.
arnuschky

« Vpp ~ 200 мА » - предположительно это опечатка, а Vpp в милливольтах, а не в миллиамперах. Если нет, пожалуйста, объясните, что вы имеете в виду, спасибо.
Аниндо Гош

1
А также как исправить шум, как вы его измеряете. Где ваша сфера применения? Если вы перемещаете область прицела, меняется ли отображаемый шум. Постарайтесь разместить заземление прицела как можно ближе к точке сигнала. Известно, что чрезмерный энтузиазм использует короткий провод от кольца заземления на носике зонда до ближайшего заземления, поэтому длина провода составляет несколько мм.
Рассел МакМэхон

1
Отличная информация в этом вопросе. ОП arnuschky, не могли бы вы исправить ссылки на изображения выше, чтобы сохранить эту информацию в сообществе?
smoothVTer

Ответы:


7

Я думаю, что у вас будут проблемы с вашим макетом. C3 / C4 ДОЛЖНЫ быть ближе к контакту 1 (РЕДАКТИРОВАТЬ это должно читаться как контакты 8/9, а не как контакт 1 ) . Когда я говорю ближе, я имею в виду жить на этом! То же самое C7 - его нужно поставить прямо на контакт 7. Теперь я никогда не использовал эту часть, но это стандартная процедура для этого типа устройства.

Подумайте об импульсах тока, протекающих от контакта 7 до C7, и о длине дорожки между ним и IC - вероятно, 20 нГ дорожки.

Наземный возврат С7 - куда он идет? Он возвращается прямо к неправильному контакту заземления (сигнальная земля). Заземление С7 должно быть как можно короче к контактам 5 и 13, не нарушая законов о посягательстве. И это должно быть вашей звездой для выключения сигнальной земли. Заземление сигнала должно затем идти к компонентам обратной связи и не пропускать никакой нагрузки или тока C7 вообще.

Я бы отказался от тестирования этой платы, если бы она была передана мне. Извините за резкость, но вот золотые правила переключения цепей: -

введите описание изображения здесь


Спасибо за ваш быстрый ответ. Извините за основные вопросы, но я просто увлекаюсь, поэтому, пожалуйста, потерпите меня. :) Что такое "нарушение законов"? У вас есть источник, где я могу прочитать некоторую справочную информацию? Я также не понял "выделенный маршрут Кельвина", упомянутый в таблице? Это просто отдельный путь с меньшей шириной трассы? Завтра я попытаюсь перенаправить доску, используя ваши предложения.
arnuschky

3
@arnuschky Нет проблем. Нарушение законов - просто мое чувство юмора и попытка сказать, чтобы получить короткую линию заземления устройства = получить устройство прямо к контакту на чипе. Маршрут Кельвина - это линейный технический жаргон, означающий использование отдельной дорожки к точке звезды, и в основном эта точка звезды представляет собой соединение штыря 5 и площадки под ним (13). Перед перенаправлением есть несколько вещей, которые нужно попробовать. Попробуйте керамику 10 мкФ в двух местах - от 7 до 13 (снизу, возможно, просверлите отверстие для подачи проволоки) и от 1 до 5/13 - возможно, используйте ту же технику. Попробуйте и посмотрите, улучшится ли это.
Энди ака

1
Два сожженных пальца позже ... Первым делом нужно было исправить заземление C3, C4 и C7. Я припаял электролитические конденсаторы прямо над контактами. Пути были длинными, так как я мог соответствовать только сквозным элементам, но все же зависимость шума от Вина исчезла. Vpp был около 900 мВ. Затем я снял эти колпачки и спаял керамику 10 мкФ на другой стороне (сверление отверстия), как предложил Энди. Vpp до 350 мВ, и это даже без входных пробок! Добавление C2, C3 (керамические колпачки 1 мкФ и 10 мкФ) на обратной стороне контакта 8/9 приводит к Vpp ~ 100 мВ. Добавление 10 мкФ от контакта 1 к контакту 3 мало что изменило.
arnuschky

Крышка, которую я добавил, просверлив отверстие, была между пальцем 7 и плоскостью 13 / PGND. Затем я добавил 22 мкФ на спине, что ничего не изменило. Я только что увидел, что вы попросили меня добавить 10 мкФ от контакта 1 к контакту 5/13. Я сделал это сейчас, это не сильно изменилось.
arnuschky

2
@ JesúsCastañé Я не прав, как и ты !!! контакты 8 и 9 - это винтовые контакты, к которым они должны быть близко, и они соединяются с контактом 1
Энди, иначе
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.