Tengo un problema que no he podido resolver experimentalmente y estoy buscando ayuda de alguien que sepa más que yo. Estoy haciendo un accesorio portátil con efectos de audio e iluminación. En el pasado, usé un amplificador de mano comercial (Aker VoiceBooster) como base, aprovechando la energía de la batería conmutada desde su placa de circuito. Esa potencia aprovechada hará funcionar los controles, el generador de audio, los LED, etc., y usaré el amplificador del Aker para la salida de audio. Pero esta vez tengo un problema con un circuito LED que genera ruido en la fuente de alimentación que está estropeando el audio en el Aker. el problema parecepara ser que estoy usando un ATTiny85 y modulación de ancho de pulso para controlar una cantidad de LED (con un MOSFET de canal N porque necesitan más energía de la que puede generar ATTiny). Muestra de circuito simple en la imagen, LED a la derecha, el ruido aparentemente regresa a la batería de Aker a la izquierda. ¿Cómo puedo arreglar esto? Creo que la respuesta debería ser condensadores de derivación, pero la integración de varios tamaños diferentes en las líneas de 5 V cerca de los LED no parece cambiar nada. (Probé 0.1 microF - 10 microF MLCC). No tengo un alcance para poner esto, así que realmente no sé la naturaleza del ruido (más allá de sus efectos audibles). Es posible que me esté perdiendo algo básico, esto es solo un pasatiempo y soy un tipo de software. Alguien me podria explicar?
EDITAR: La frecuencia PWM es la predeterminada para ATTiny85, que parece ser 500 o 1000 Hz. Estaba tratando de evitar tener que averiguar cómo cambiarlo, pero ese podría ser el mejor enfoque. En realidad, hay 6 LED (solo dibujé 3), tirando 20 mA cada uno. Las resistencias son de 100 Ohm. Probé tapas en la batería y en la fuente Q1 al lado caliente de los LED, sin mucha suerte. Pero no estoy seguro de la frecuencia de PWM, o exactamente qué valores/tipos de límite probablemente sean efectivos.
Consigue dos baterías idénticas.
Alimente el amplificador de audio con una batería y su circuito LED completo con la otra batería.
Asegúrese de que ambos circuitos estén completamente desconectados (incluida la tierra). ¿Tienes ruido? Tiene acoplamiento de campo magnético o electrostático. Este es un problema de diseño, por ejemplo, un cable de alta corriente para un LED pasa cerca de un cable que transporta una señal de audio.
Si no tiene ruido, conecte ambas baterías juntas, solo en el punto de tierra. ¿Tienes ruido ahora? Eso es probablemente acoplamiento electrostático.
Si no tiene ruido con 2 baterías que tienen sus tierras unidas, entonces sabe que no es un acoplamiento magnético o electrostático de los cables. Puede quitar la segunda batería, volver a conectarla como estaba antes e investigar más.
Es importante verificar esto porque la solución para el acoplamiento entre, digamos, los cables LED y la parte de audio será completamente diferente (es decir, mover los cables) que la solución para los problemas de suministro de energía.
1) Acoplamiento de impedancia compartida
Los cables de tierra resaltados en púrpura transportan corriente PWM pulsada. Esto significa que se desarrollará un voltaje pulsado a lo largo de estos cables debido a su impedancia, por lo que varios puntos a lo largo de los cables morados tendrán diferentes voltajes.
Los problemas surgen cuando diferentes circuitos (como amplificadores de audio) usan "GND" como una referencia de 0V y están diseñados asumiendo que el voltaje a lo largo de "GND" es constante mientras que no lo es. Por lo tanto, no pase esta corriente de tierra pulsada a través de la pista/plano PCB "GND" de su amplificador, ya que esto introducirá ruido. Debe conectar esta tierra resaltada en púrpura directamente al terminal negativo de la batería.
¿Esto resuelve el problema?
2) Ruido de la fuente de alimentación
Si el problema no es el ruido del suelo, entonces puede ser el ruido de la fuente de alimentación que ingresa al amplificador, si su relación de rechazo de la fuente de alimentación no es tan buena. Luego, puede usar un filtro u otras estrategias, pero antes de eso, debe encontrar cuál es realmente el problema. Pruebe un enfoque de divide y vencerás e intente aislar varios escenarios en los que haya ruido y no, usando una o dos baterías. La diferencia entre los casos ruidosos y limpios le dará información sobre el problema real.
Del mismo modo, intente agregar una resistencia de compuerta de alto valor al FET para realmente ralentizarlo como prueba, como 10kOhms. Esto también aumentará las pérdidas de conmutación. ¿Esto hace que el ruido desaparezca? En caso afirmativo, el problema es que el amplificador es sensible al ruido de conmutación de alta frecuencia. Si no, entonces el amplificador es sensible a la ondulación del suministro de baja frecuencia causada por el PWM. Tal vez sea sensible a ambos, pero estos requerirán soluciones completamente diferentes para deshacerse de ellos.
El filtrado solo ocurre con un comportamiento de divisor de voltaje.
Por lo tanto, use el consejo de 'laptop2d' y arroje una ferrita entre el accesorio LED y el amplificador. Luego agregue esa tapa de derivación a través del accesorio LED.
¿Dónde atar el extremo RTN/GND de la tapa de derivación? En el pin de origen del interruptor FET.
Lance una ferrita o enrolle el cable alrededor de un estrangulador de RF en el cable entre el accesorio LED y el amplificador (si comparten la misma fuente de alimentación). Las ferritas bloquean el ruido de alta frecuencia.
Otra cosa que podría tener que hacer es proteger el amplificador de la placa con el ATtiny85 y los LED, ya que podría estar emitiendo interferencias de radiofrecuencia (RFI).
Lo último sería cambiar la frecuencia del LED.
Huh, podría ser resistencia en los cables de tierra, la forma en que dibujaste el circuito. Pruebe con una estrella, diferentes rutas de retorno para LED y audio.
Reinderien
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Tony Estuardo EE75
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