En el siguiente esquema, hay un ADC sensible y un sensor con líneas SPI de 4 MHz desde el ADC a una MCU de 3,3 V, junto con un convertidor elevador de 1 MHz que alimenta una pantalla LCD. ¿Podría el ruido de conmutación generado por el convertidor elevador retroceder a través de su fuente de alimentación para afectar los LDO analógicos y digitales? Y si es así, ¿la colocación de perlas de ferrita como se muestra sería un buen enfoque para aislar los LDO del ruido? ¿Y el LDO analógico podría verse afectado de la misma manera por el ruido en el LDO digital si las ferritas no estuvieran en su lugar?
El PCB es de 2 capas y tiene un lado analógico y digital con un plano de tierra, aún no lo he probado ni lo he hecho, solo estoy buscando ayuda con el diseño. Gracias.
ADC LDO que se utilizarán: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/mic5305.pdf
Convertidor de impulso: https://www.torexsemi.com/file/xc9141/XC9141-XC9142.pdf
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
¿Podría el ruido de conmutación generado por el convertidor elevador retroceder a través de su fuente de alimentación para afectar los LDO analógicos y digitales?
Sí. Sin embargo, los LDO están diseñados para filtrar esto. Si observa la relación de rechazo de la fuente de alimentación (PSRR) en la hoja de datos, puede decirle cuánto bloqueo en dB proporcionará el regulador. Si la ondulación se puede estimar a partir del suministro de conmutación (y en la entrada del LDO), se puede calcular la cantidad de ondulación que habrá en la salida del LDO. (una forma de hacer esto es convertir la ondulación del voltaje a dB, luego restar el PSRR y volver a convertirlo a voltios)
Fuente: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/mic5305.pdf
Y si es así, ¿la colocación de perlas de ferrita como se muestra sería un buen enfoque para aislar los LDO del ruido?
En mis diseños, generalmente coloco un filtro LC en el conmutador para reducir todo el ruido en todos los LDO. Sin embargo, querrá una ferrita con un polo de filtro más bajo, el conmutador opera en el rango de 1-4MHz y la ferrita tiene 100Ω a 100Mhz. Puede ser mejor obtener ferritas que bloqueen en frecuencias más bajas.
¿Y el LDO analógico podría verse afectado de la misma manera por el ruido en el LDO digital si las ferritas no estuvieran en su lugar?
Si el LDO digital crea ondulación, entonces sí. Los LDO generalmente no devuelven el ruido a la fuente, porque tienen retroalimentación y se regulan quemando el exceso de voltaje en forma de calor, por lo que son efectivos en la regulación. Los LDO generalmente no envían ruido aguas arriba a menos que haya cambios de corriente muy grandes, como encender y apagar la corriente máxima del LDO.
¿Podría el ruido de conmutación generado por el convertidor elevador retroceder a través de su fuente de alimentación para afectar los LDO analógicos y digitales?
El consumo de corriente del convertidor elevador tendrá un componente periódico. Si la impedancia de la fuente de alimentación (incluidos todos los parásitos) no es cero (no lo es), esto provocará una variación periódica de la tensión de alimentación.
¿La colocación de perlas de ferrita como se muestra sería un buen enfoque para aislar los LDO del ruido?
Podría ser más efectivo colocar una perla en la entrada del convertidor de conmutación. Por supuesto, también querrá tener suficiente capacidad de desacoplamiento en la entrada del convertidor de conmutación para que obtenga la corriente que necesita sin tener que pasarla por la ferrita.
Tenga en cuenta, sin embargo, que muchas ferritas no tienen una impedancia particularmente alta a 1 MHz (la suya parece estar especificada a 100 MHz, por ejemplo). Es posible que prefiera utilizar un inductor ordinario en lugar de una perla de ferrita para asegurarse de que está bloqueando los armónicos inferiores de la frecuencia de conmutación.
¿Y el LDO analógico podría verse afectado de la misma manera por el ruido en el LDO digital si las ferritas no estuvieran en su lugar?
El LDO digital no producirá mucho ruido por sí solo.
Sin embargo, su carga consumirá corrientes variables a medida que los interruptores lógicos digitales. Esto también producirá ruido en la red general de suministro de energía, por la misma razón que lo hace el consumo de corriente periódico del convertidor de conmutación.
Que este ruido sea un problema en su sistema depende de cuán sensibles sean sus circuitos analógicos, cuánta capacitancia de desacoplamiento proporcione para los diversos componentes, el PSRR de sus LDO, etc.
Pico de voltaje
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