Jump to content

    
Sign in to follow this  
AlexZabr

Фильтрация шума выхода switchingа

Recommended Posts

Столкнулся с проблемой шума на выходе switching regulatorа у борта (досталось по "наследству" от подрядчика который его делал, сего подрядчика уже нет).

На борту несколько каналов питания, два из них аналоговые, т.е. для аналоговой части системы которая чуствительна к шуму по питанию. Аналоговое питание: 6V и 3.3V, 6V вырабатывается от основного входного (которое в пределах 8-16V DC) switching regulatorом MAX1791, за ним по цепочке идет linearный DC-DC который дает 3.3V (аналоговое тоже). Нагрузка по данному каналу (6 + 3.3) небольшая - до 100-150 mA.

Продукт работы системы - видео.

В таком раскладе получаем сильно-шумящее видео на выходе. Проблема приводящая к этому идентифицирована как шумящее аналоговое питание 6V (ну и как следствие - и 3.3V которое привязано входом к 6V).

Сделал опыт - отрубил switching дающий 6V, вместо него подал "тихое" 6V от внешнего лабораторного источника - это явно убрало шумы на видео до приемлимого уровня.

 

Теперь ломаю голову как "почистить" выход сего switchingа "подручными средствами". Подручными - ибо нет времени на обстоятельное решение, нужно решение в существующий борд в течении считанных дней (проэкт горит).

Завтра/послезавтра попробую в качестве эксперемента достать и подрубить linear (LDO) DC-DC вместо того switchingа, думаю он даст значительно более чистое питание. Проблема в том что на входе - широкий диапазон (8-16V), выход 6V - получается сильная потеря КПД что ведет к потере до 30-40% в плане эффективности питания (вся система потребляет примерно 3-4 W), что неприемлимо как конечный вариант.

 

Посему вопрос: целесообразно ли рассматривать какие-нить LP фильтры на выходе 6V switchingа (например LC, или П) ? Switching работает на частоте 300kHz.

что говорит опыт в подобных случаях ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Посему вопрос: целесообразно ли рассматривать какие-нить LP фильтры на выходе 6V switchingа (например LC, или П) ? Switching работает на частоте 300kHz.

что говорит опыт в подобных случаях ?

ОЧЕНЬ целесообразно. У в вас какие-то ферриты под рукой есть? Намотайте на пробу дроссель, и включите - диод потом кондер потом дроссель, потом кондер.

 

Даже резисторы могут помочь (RC фильтр. )

Edited by Methane

Share this post


Link to post
Share on other sites

Согласен.

Исенно так в лоб решилась подобная задача -изза шумящего DC/DC +-15В АЦП выдавал приличный шум, причем было видно, как в выходном сигнале проскакивают иголки - Мы влепили все, что было под рукой - Common Mode Choke и П-фильтр с кондерами и дросселями. Помеху как рукой сняло.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще вопрос:

Я вот так на вскидку прикинул что ежели попытаться на выход switchingа (который дает 6.3V на выходе) дать linear (LDO) который давал бы мне 6V или около того, возможно сей linear очистил бы мне выход 6V (т.е. я-бы снимал чистые 6V с LDO). Пока под рукой нет выбора дросселей, зато удалось разжиться подходящим LDO за пару часов..

Попробовал, поставил на выход switchingа - LT1129 настроенный на 6V выход (он adjustable) - дает действительно точно по рассчету 5.94V но пропускает тот-же шум что и на его входе (от switchingа). Засада.

Входную емкость нужную этому LDO я использовал ту что после выхода switchingа (тем несколько кондюков - 22uF и 100uF), выходную использовал ту что входная в след. каскад (там идет LDO который получает 6V и дает 3.3V). Так что выходная примерно 22uF. Так что по входным/выходным емкостям мой LDO по идее ОК, т.е. причина проводки шума не в этом.

Share this post


Link to post
Share on other sites
... т.е. причина проводки шума не в этом.

Может быть, это не дифференциальная, а синфазная помеха, т.е. она воздействует не по цепи питания, а через паразитные емкости непосредственно на чувствительные цепи. Проверить можно так - запитать девайс от "чистого" источника, а "шумящий" DC-DC включить рядом, нагрузив его номинальным током. Вариант - соединить DC-DC по общему проводу с девайсом. Если помеха останется, значит она преимущественно синфазная и никакие фильтры по питанию и LDO не помогут.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Может быть, это не дифференциальная, а синфазная помеха, т.е. она воздействует не по цепи питания, а через паразитные емкости непосредственно на чувствительные цепи. Проверить можно так - запитать девайс от "чистого" источника, а "шумящий" DC-DC включить рядом, нагрузив его номинальным током. Вариант - соединить DC-DC по общему проводу с девайсом. Если помеха останется, значит она преимущественно синфазная и никакие фильтры по питанию и LDO не помогут.

 

Да, спасибо, это стоит проверить.

Насколько понял такого типа шум появляется когда switching включен на нагрузку, так ? Когда я подключал внешний (чистый) источник на нагрузку того канала системы - все было ОК, видео шло чистое. Это при том что switching продолжал работать но был отрублен от нагрузки.

Попробую сделать тоже-самое но switching нагружу имитируя активную нагрузку...посмотрим.

 

 

..Да, насчет синфазной помехи, надо проверить..

 

..LDO, практически, не фильтрует ВЧ пульсацию. Может, еще, и «добавить» - у них проблемы с собственной устойчивостью.. :rolleyes:

 

..Попробуйте такой простейший «активный фильтр»:

NPN-транзистор, коллектор – на вход (выход «switching’а»), эмиттер – выход, с коллектора на базу – диод, с базы на «землю» - электролит и керамика..

 

ОК, спасибо.

Имеется ввиду такая схемка ? (в эттаче)

Т.е. на AC (шум) кондюки "закоротят" через диод на землю ? А тразистор - в плане как emitter follower ?

6V_supply_filter.doc

Share this post


Link to post
Share on other sites
..Ну, да..

Что-то, вроде, пикового детектора. :rolleyes:

Поскольку, базовый ток сильно меньше коллекторного, пульсации в базе должны быть гораздо меньше, чем в коллекторе (электролитом и керамикой «поварьируйте»).

Правда, теряем падение напряжения на двух переходах..

 

..На низких частотах работает хорошо.

На высоких не пробовал, самому интересно. :rolleyes:

 

..Кажется, как пульсация с коллектора на эмиттер сможет «просочиться» - разве, через внутренние транзисторные емкости. Но, ведь, по выходу еще электролит стоит..

Хотя, знаете же, как от «импульсника» все лезет, «во все щели»..

.. «Правильная топология» еще важна.. :rolleyes:

 

Ага понял, спасибо.

Вы это использовали в качесте фильтра по питанию ? Или по сигналу ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Проблема решена, эксперемент с имитацией нагрузки и чистым питанием по каналу показал хто шум - не по reel питания.

Было по земле.

Оказалось две земли (аналоговая и цифровая) были соединены через резистор 1 Ом вместо 0. Заменив на 0 влияние шума на вывод видео пропало (но сам шум на reel питания остался).

 

Всем спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this