Im Schema unten gibt es einen empfindlichen ADC und Sensor mit 4-MHz-SPI-Leitungen vom ADC zu einer 3,3-V-MCU, zusammen mit einem 1-MHz-Aufwärtswandler, der ein LCD mit Strom versorgt. Könnten vom Aufwärtswandler erzeugte Schaltgeräusche rückwärts durch seine Stromversorgung wandern und die analogen und digitalen LDOs beeinträchtigen? Und wenn ja, wäre die Platzierung von Ferritperlen wie gezeigt ein guter Ansatz, um die LDOs vom Rauschen zu isolieren? Und könnte der analoge LDO in gleicher Weise durch Rauschen im digitalen LDO beeinträchtigt werden, wenn die Ferrite nicht vorhanden wären?
Die Leiterplatte ist 2-lagig und hat eine analoge und eine digitale Seite mit einer Masseebene. Ich habe sie noch nicht getestet oder hergestellt, ich suche nur nach Hilfe beim Design. Danke.
Zu verwendende ADC-LDOs: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/mic5305.pdf
Aufwärtswandler: https://www.torexsemi.com/file/xc9141/XC9141-XC9142.pdf
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Könnten vom Aufwärtswandler erzeugte Schaltgeräusche rückwärts durch seine Stromversorgung wandern und die analogen und digitalen LDOs beeinträchtigen?
Ja. LDOs sind jedoch so gebaut, dass sie dies herausfiltern. Wenn Sie sich das Power Supply Rejection Ratio (PSRR) im Datenblatt ansehen, kann es Ihnen sagen, wie viel Blockierung in dB der Regler liefert. Wenn die Welligkeit von der Schaltversorgung (und am Eingang des LDO) geschätzt werden kann, kann man die Höhe der Welligkeit berechnen, die am Ausgang des LDO anliegt. (Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, die Spannungswelligkeit in dB umzuwandeln, dann den PSRR zu subtrahieren und wieder in Volt umzuwandeln.)
Quelle: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/mic5305.pdf
Und wenn ja, wäre die Platzierung von Ferritperlen wie gezeigt ein guter Ansatz, um die LDOs vom Rauschen zu isolieren?
In meinen Designs habe ich normalerweise einen LC-Filter auf den Umschalter gesetzt, um das gesamte Rauschen zu allen LDOs zu reduzieren. Sie möchten jedoch einen Ferrit mit einem niedrigeren Filterpol, der Umschalter arbeitet im Bereich von 1 bis 4 MHz und der Ferrit hat 100 Ω bei 100 MHz. Es kann besser sein, Ferrite zu kaufen, die bei niedrigeren Frequenzen blockieren.
Und könnte der analoge LDO in gleicher Weise durch Rauschen im digitalen LDO beeinträchtigt werden, wenn die Ferrite nicht vorhanden wären?
Wenn der digitale LDO Welligkeit erzeugt, dann ja. LDOs senden normalerweise kein Rauschen zurück zur Quelle, da sie eine Rückkopplung haben und regulieren, indem sie die Überspannung als Wärme verbrennen, sodass sie bei der Regulierung effektiv sind. LDOs senden normalerweise kein Rauschen nach oben, es sei denn, es gibt sehr große Stromänderungen, wie z. B. das Ein- und Ausschalten des maximalen Stroms des LDO.
Könnten vom Aufwärtswandler erzeugte Schaltgeräusche rückwärts durch seine Stromversorgung wandern und die analogen und digitalen LDOs beeinträchtigen?
Die Stromaufnahme des Aufwärtswandlers wird eine periodische Komponente haben. Wenn die Quellenimpedanz der Stromversorgung (einschließlich aller Parasiten) nicht Null ist (sie ist es nicht), führt dies zu einer periodischen Änderung der Versorgungsspannung.
Wäre die Platzierung von Ferritperlen wie gezeigt ein guter Ansatz, um die LDOs vom Rauschen zu isolieren?
Es könnte effektiver sein, eine Perle am Eingang des Schaltwandlers zu platzieren. Natürlich möchten Sie auch eine ausreichende Entkopplungskapazität am Eingang des Schaltwandlers haben, damit dieser den benötigten Strom erhält, ohne ihn durch den Ferrit ziehen zu müssen.
Beachten Sie jedoch, dass viele Ferrite bei 1 MHz keine besonders hohe Impedanz haben (Ihre scheinen beispielsweise auf 100 MHz spezifiziert zu sein). Sie können statt einer Ferritperle lieber einen gewöhnlichen Induktor verwenden, um sicherzustellen, dass Sie die unteren Harmonischen der Schaltfrequenz blockieren.
Und könnte der analoge LDO in gleicher Weise durch Rauschen im digitalen LDO beeinträchtigt werden, wenn die Ferrite nicht vorhanden wären?
Der digitale LDO wird von sich aus nicht viel Rauschen erzeugen.
Seine Last zieht jedoch variable Ströme, wenn die digitale Logik umschaltet. Dies erzeugt auch Rauschen im gesamten Stromversorgungsnetz, aus dem gleichen Grund, aus dem die periodische Stromentnahme des Schaltwandlers auftritt.
Ob dieses Rauschen ein Problem in Ihrem System darstellt, hängt davon ab, wie empfindlich Ihre analogen Schaltungen sind, wie viel Entkopplungskapazität Sie für die verschiedenen Komponenten bereitstellen, das PSRR Ihrer LDOs usw.
Spannungsspitze
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Analogsystemerf