Induktivitäten für die lokale Stromversorgungsfilterung

Nehmen wir an, ich habe eine Schaltung, die einen OpAmp und einen Komparator beinhaltet. Sie sind beide Einzelversorgungen, die von einem lauten USB-Netzteil betrieben werden.

Jede Komponente hat lokale Bypass-Kondensatoren, einen großen und einen kleinen (10 µF und 0,1 µF, hier vereinfacht als ein Kondensator).

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Der Komparator treibt eine Last von +20 mA und während des Umschaltens sehe ich, wie das Signal über die Stromversorgungsleitung in den OpAmp zurückgeführt wird. Dies führt dazu, dass sich mein Signal ziemlich verschlechtert, und ich brauche mehr Hysterese, als ich möchte.

Ich dachte darüber nach, eine Art Rauschisolierung zwischen den beiden Komponenten hinzuzufügen, indem ich Induktivitäten wie folgt zwischen ihnen platzierte:

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Induktivitäten liegen im Bereich von 10 µH und haben einen Serienwiderstand von etwa 2 Ohm.

Die Simulation zeigt, dass die Wechselwirkung über die gemeinsame Stromversorgung danach fast nicht mehr vorhanden ist. Auch die verbesserte Filterung reduziert das Rauschen der USB-Versorgung erheblich. Dies ist zu erwarten, da es sich um einen CLC- oder Pi-Filter handelt.

Die Frage: Ist das eine gute oder schlechte Idee? Ich frage ausdrücklich, weil ich dies bisher noch nie in kommerziellen Schaltungen gesehen habe.

Ich sehe viele Eingangsfilter mit Gleichtakt- und Gegentaktdrosseln und Filterkappen überall, sowohl bei AC-Eingängen als auch bei DC-Eingängen. Vielleicht haben Sie sich also nur kommerzielle Schaltungen angesehen, die sich bisher nicht darum gekümmert haben? Du könntest auch einfach mal ausprobieren, ob ein großer Beef-Reservoirdeckel bei deiner Leistungsaufnahme schon genug hilft.
Wie Sie sehen, ist dies ein LC-Filter, also eine absolut legitime Methode mit niedriger DC-Impedanz, um Netzteilrauschen herauszufiltern.
Wie sind Sie so sicher, dass es sich nicht um ein PCB-Layout- oder Steckbrettproblem handelt?
@PlasmaHH Wenn Sie Ihren Kommentar in eine Antwort umwandeln, akzeptiere ich ihn gerne. :-)

Antworten (2)

Die offensichtliche Lösung besteht darin, einen linearen Low-Drop-Out-Regler (LDO) zu verwenden, um sowohl die Vdd-Opins an den Operationsverstärkern und Komparatoren als auch alle erforderlichen Referenzspannungen zuzuführen.

Sie werden Ihre Last weiterhin direkt über die Vusb-Versorgung mit Strom versorgen, aber die Operationsverstärker und Komparatoren sollten gut von Rauschen auf der USB-Versorgung isoliert sein.

Der Gesamtstrom, den der LDO liefern muss, ist sehr gering, solange er nicht zur Versorgung der Last benötigt wird.

Es ist eine gute Idee mit folgender Überlegung (wenn Sie es auf PCB versuchen)

  1. Bypass-Kondensator näher an den VDD/VCC-Pins.
  2. Ferritperle (oder Induktor in Ihrem Fall) näher an VDD / VCC, dh Versorgungsstiften.
Induktivitäten für die lokale Stromversorgungsfilterung
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