Tengo un regulador de conmutación que pone un ruido de 100 MHz en la fuente de alimentación que comparte con un microcontrolador, y estoy tratando de filtrar este ruido para darle al microcontrolador una fuente de alimentación de CC limpia.
Desafortunadamente, mis 3 intentos de filtrado no atenúan mucho el ruido:
Circuito inductor
Ruido de salida/entrada de ruido esperado:
(Basado en hoja de datos, Zinductor = 2000ohms @ 100MHz)
Rcarga/Zinductor == 100/2000 == 0,05
Ruido de salida/entrada de ruido medido:
248mV/670mV == 0,37
Circuito de capacitor de paso
Enlace: https://www.mouser.com/productdetail/810-yff31hc2a104mthn
Ruido de salida/entrada de ruido esperado:
(Basado en la hoja de datos, Pérdida de inserción @ 100MHz == -70dB)
-70dB == 20Log10[Salida de ruido/Entrada de ruido]
Salida de ruido/Entrada de ruido == 0,00032
Ruido de salida/entrada de ruido medido:
400mV/800mV == 0,5
circuito de perlas de ferrita
Enlace: https://www.mouser.com/productdetail/963-fbmh4532hm202-t
Ruido de salida/entrada de ruido esperado:
(Basado en la hoja de datos, Zferrite = 2000ohms @ 100MHz).
Rcarga/Zferrita == 100/2000 == 0,05
Ruido de salida/entrada de ruido medido:
201mV/530mV == 0,38
Aquí hay una imagen del circuito de perlas de ferrita y una toma de alcance (NoiseIn=amarillo, NoiseOut=verde), por ejemplo:
¿Por qué estos circuitos no atenúan el ruido más cerca de la cantidad esperada?
¡Gracias!
Considere la posibilidad de evitar la contaminación acústica en el suministro de 12 V en primer lugar.
simule este circuito : esquema creado con CircuitLab
Mantenga el área del bucle del ruido lo más pequeña posible, asegurándose de que C1 sea (a) adecuado para la demanda de corriente de HF de U2 y (b) lo más cerca posible de sus pines de suministro. Y asegúrese de que L1 (o perla de ferrita y/o tapa de alimentación) proporcione suficiente impedancia a 100 MHz para evitar que el ruido llegue a su suministro de 12 V.
Por supuesto, puede agregar más desacoplamiento en el suministro de 12 V: L2 y su impedancia a 100 MHz forman un divisor de voltaje, lo que atenúa el ruido en la entrada de 12 V de U2.
¿Por qué estos circuitos no atenúan el ruido más cerca de la cantidad esperada?
Porque no son los circuitos reales. Después de agregar algunos de los elementos parásitos, el circuito del inductor se parece más a esto:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Todos los inductores tienen capacitancia y resistencia, las resistencias tienen inductancia y capacitancia, los capacitores tienen inductancia y resistencia. Cada pieza de alambre es un inductor, una resistencia, un capacitor, un transformador y una antena.
Parece que intentó todo menos lo obvio, que es un inductor en serie seguido de un condensador a tierra. Como dijo Brian Drummond, pon eso en todas las fuentes de alimentación, especialmente en la que hace el ruido.
Es posible que en realidad no necesite filtrar la energía al microcontrolador en absoluto. El micro no funciona a 12 V, por lo que tiene una fuente de alimentación entre los ruidosos 12 V y el micro de todos modos. Eso hará su propio ruido, por lo que incluso comenzar con un 12 V perfectamente limpio no le dará mucho.
Los microcontroladores toleran algo de ruido en su potencia. Se ejecutan desde fuentes de alimentación conmutadas de forma rutinaria. Cualquier conmutador competente tendrá menos de ±50 mV de ruido. Eso no debería causar ningún problema en la mayoría de los casos.
Probablemente desee que la entrada de alimentación de la sección analógica (suponiendo que su micro tenga una) sea más limpia. Por lo general, filtro la energía principal a través de un inductor de chip seguido de 10 a 20 µF a tierra. A veces uso dos de estos en serie. La entrada de alimentación analógica de un micro generalmente consume poca corriente, por lo que la pequeña caída de voltaje debida a la resistencia de CC de los inductores del chip es intrascendente. Mi inductor de chip de gelatina es de 950 nH y 600 mΩ. Incluso dos de ellos en serie multiplicados por 20 mA, por ejemplo, solo caen 24 mV.
¿Cómo es tu técnica de sondeo?
Si por casualidad se trata de un pequeño cable (generalmente negro) con un clip de cocodrilo en un extremo que cuelga del costado de la sonda del alcance, ese es probablemente su problema, agrega una gran cantidad de inductancia Y puede actuar como una antena.
Hay muchas páginas web que discuten una buena técnica de sondeo.
Mi enfoque favorito para la medición del ruido es colocar el osciloscopio en modo acoplado de CA de 50 ohmios (o usar un bloque de CC y un terminador de alimentación) y usar un poco de cable coaxial soldado en cualquier punto que quiera medir para conectar el osciloscopio, generalmente MUCHO mejor luego una sonda de alcance para este tipo de cosas.
saludos, Dan.
marcus muller
usuario16222
winny