Filtro LPF (LC) antes de LDO para DAC

Tenemos una fuente de alimentación conmutada con una frecuencia de conmutación de alrededor de 70 kHz.

En nuestra PCB DAC, usamos un LDO con una reducción de PSRR de aproximadamente 60 dB a 70 kHz.

Estamos pensando en agregar un LPF (LC o PI) antes del LDO para atenuar aún más al menos 30 dB en esa frecuencia (todo esto porque queremos limpiar la fuente de alimentación y así tener un mejor sonido en la salida).

  1. ¿Es una buena práctica agregar LPF (LC o pi) antes del LDO?
  2. ¿Se agregará el PSRR de LDO y LPF (el LPF y el LDO están en serie)?
  3. ¿Qué filtro LPF se recomienda (pi, LC) o solo depende de cuántos dB de atenuación queramos lograr?
TI AN2162 es un buen punto de partida.

Respuestas (1)

Un filtro pi podría significar cualquier cosa, pero si te refieres a uno que es un inductor con un condensador conectado a tierra a cada lado, entonces mi respuesta es exactamente la misma porque el condensador de entrada, es decir, el que recibe energía "aguas arriba", está, en efecto, en paralelo. con el condensador a granel aguas arriba en la "fuente de alimentación conmutada".

Por lo tanto, un LC puede hacer mucho bien al reducir la ondulación que se alimenta a la entrada de cualquier regulador lineal (o de conmutación), pero puede causar daños graves si no se diseña correctamente. Por ejemplo, si la carga (aguas abajo del regulador LDO) tomó pulsos de corriente, la fuerza contraelectromotriz debida al cambio de corriente en el inductor puede ser suficiente para "duplicar" el voltaje de entrada al regulador al que alimenta. No permanecerá el doble por mucho tiempo porque es un evento transitorio, pero este evento transitorio es suficiente para matar el silicio si no tiene suficiente voltaje en su entrada.

Esto es difícil de evitar, por lo que mi consejo es asegurarse de que su regulador (alimentado desde el LC) pueda manejar (como voltaje de entrada) al menos el doble del voltaje de funcionamiento normal. La C en el LC aliviará esta situación considerablemente, pero me he equivocado recientemente, ¡así que hablo por experiencia!

Puede optar por colocar un diodo zener en la entrada del regulador para capturar grandes excursiones; esta es una forma aceptada de manejar las cosas, pero el zener debe tener una clasificación de un voltio más o menos que el voltaje de suministro del peor de los casos en condiciones extremas de reposo. .

Suponiendo que haya resuelto todo esto, aún debe tener en cuenta que un filtro LC tiene el potencial de exacerbar la ondulación en la frecuencia "incorrecta" y esto podría hacer que la salida del regulador sea aún más ruidosa. Lo que tiendo a hacer (bajo estas circunstancias) es diseñar el LC para que no esté subamortiguado: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Si ζ es pequeño, cualquier frecuencia de ondulación de entrada que se produzca en el punto de resonancia producirá una ondulación de salida que podría ser varios dB más alta, es decir, poner el LC en realidad empeora las cosas. Entonces, si puede manejar un simulador, diseñe una solución con una resistencia de valor pequeño en serie con el inductor; no puede ser de gran valor porque se calentará y degradará el nivel de voltaje de CC que alimenta al regulador.

Aparte de lo anterior, vale la pena, especialmente porque la carga es un amplificador de clase D porque los amplificadores de clase D son notoriamente malos para el rechazo de la fuente de alimentación.