[syuha 0]

Не могу разобратья с шумом по земле на прототипе своего устройства. В устройстве есть аналоговая и цифровая части, аналоговая и силовая земли соединены в одной точке ферритом. Один из аналоговых сигналов пропущен через буфер на ОУ и выведен на SMA разъём, внешняя часть которого касается корпуса и потому присоединена к "грязной" земле. Вот на этом разъеме и вижу осцилляции ~1.2 МГц амплитудой до 10 мВ. Если посмотреть щупом осциллографа сигнал относительно чистой земли, то он чистый. 

Удалось локализовать источник шума, им оказался понижающий DC-DC преобразователь 3.3В -> 1.2В для микроконтроллера - частота импульсов для внешнего индуктора совпадает и синхронна с осциляциями. Схема преобразователя скопирована со схемы оценочной платы от TI с заменой индуктора на аналогичный (в оригинале LQH3NPN1R0NJ0L). Схему и разводку части платы прилагаю. Разводка могла быть и лучше, но расположение входного и выходного конденсатора, а также индуктора, здравому смыслу не противоречит. С1 41 и С142 показаны как танталовые конденсаторы, я пробывал заменить на керамику, но должного эффекта это не принесло.

 

 

 

Изменено 13 февраля, 2019 пользователем syuha

[V_G 8]

С152 типоразмера 0603? Керамика X7R? Не знаю его сопротивления, я бы покрупнее поставил.

Возвратный ток от него идет через 2 переходных отверстия, это такой референс-дизайн?

Лучше бы его разместить горизонтально, подвинув R122. И землю его напрямую короткой трассой - с землей под ИС

[vladec 7]

Из своего опыта по применению импульсных источников вынес, что для минимизации пульсаций и исключения условий для "возбуждений" земляные пины входного и выходного конденсаторов (C142, C141, как я понимаю) надо располагать как можно ближе друг к другу и соединять между собой хорошими полигонами. Я бы развернул C141 на 180 град.

[Plain 168]

Удалить с цепи общего провода весь феррит и вынести преобразователь на отдельный луч звезды.

[syuha 0]

Спасибо за ответы!

Да, C152 типоразмера 0603, материал диэлектрика X5R, 22 µF 6.3 V. Под рукой нет X7R подходящего номинала чтобы попробовать, но я думал ESR у них несильно отличается. Интересно, что номинал С152 совсем не влияет на уровень пульсаций выходного напряжения и шуму по земле: попробовал поставить X7R 4,7 µF на его место и картина не поменялась. В следующей ревизии изменю размер, поверну горизонтально и соединю напрямую с землей под корпусом.

Посмотрел на примеры разводки - действительно C141 и C152 следовало бы разместить навстречу друг другу на земляном полигоне. Совет выделить в отдельный луч и соединить в одной точке перемычкой тоже принял (не ферритом, но оставить феррит для соединения луча аналоговой земли ввиду низких токов).

А вот насчет повернуть C141 не понял, vladec, не могли бы пояснить что это даст?

Plain, не поясните чем мешает феррит на земле? Без него те же пульсации видны и на аналоговой земле?

[Plain 168]

Индуктивность общего провода должна быть ноль, феррит делает ровно наоборот. Корпус должен быть идти отдельным лучом, усилитель с выходом на тот SMA — тоже.

[vladec 7]

13 часов назад, syuha сказал:

А вот насчет повернуть C141 не понял, vladec, не могли бы пояснить что это даст?

Тогда земляные контакты C141 и C142 будут друг с другом рядом и пульсации возвратных токов на них будут локализованы в маленькой области полигона между ними.

Кроме того всегда надо стараться, что бы между этими контактами не находилась сама микросхема источника, под ней должна быть "тихая земля".

[esaulenka 5]

On 2/13/2019 at 9:27 PM, syuha said:

Схема преобразователя скопирована со схемы оценочной платы от TI

Решил посмотреть, действительно ли тексас такие... странные вещи делает.

http://www.ti.com/lit/ug/slvu497a/slvu497a.pdf

Нет, не делает. И разводка в принципе другая, и керамика по входу есть...

[syuha 0]

Долго ли коротко, но дошли руки до ревизии этой платы. Прикладываю обновленную разводку со схемой. Показываю также регулятор на 3.3 В, таким образом понижаю 5 В до 3.3 В и далее до 1.2 В. Все конденсаторы <10 мкФ - керамика X7R.

При попытке совместить советы из ваших ответов и рекомендованную производителем разводку обнаружил несоответсвие совету vladec про тихую землю между входным и выходным конденсаторами и тем, что предлогает TI в референсном дезайне по ссылке выше где входной и выходной конденсаторы стоят по разные стороны от регулятора, а сама микросхема питания оказывается между ними. Как же все-таки лучше?

Остался вопрос где лучше соединять силовые полигоны на верхнем и внутреннем слоях. Ведь пады под регуляторами и виасы соединят верхние полигоны со внутренними плейнами, и отдельного луча звезды не получается. Попытался нарисовать возвратные токи чтобы обосновать расположение переходных отверстий к внутренним слоям земли и питания, поглядите если что упустил.