Измерение шума повышающего/инвертирующего преобразователя

Я построил повышающий/инвертирующий преобразователь, используя TPS65130. Выходное напряжение +15В и -15В. Ниже фото схем:введите описание изображения здесь

Я знаю, что на схеме показан символ стабилитрона, но это просто ошибка. Я использую диод Шоттки. Кроме того, база U37 не подключена, потому что у меня есть резистор с нулевым сопротивлением на R50. U41 — это LT3094, а U42 — это LT3045, они оба являются линейными регуляторами, используемыми для фильтрации шума. То, что я пытаюсь сделать, это измерить шум источника питания. Вот процедура, которой я следовал, чтобы измерить шум этого источника питания:

  1. использовал пробник 1:1 с максимальной полосой пропускания 35 МГц.
  2. использовал ограничение полосы пропускания 20 МГц на осциллографе.
  3. использовал заземляющую пружину вместо длинного заземляющего провода. Я также убедился, что ничего больше не подключено к осциллографу, улавливающему синфазный шум.
  4. Я измерил прямо на выходе конденсатор С152 для повышающего и С179 для инвертирующего преобразователя.
  5. ток нагрузки 80мА.
  6. Муфта переменного тока.

Проблема в том, что я заметил некоторые странные перегрузки и недогрузки. На первом рисунке показано, что я вижу при измерении непосредственно на C152, который является положительным источником питания:введите описание изображения здесь

Следующая картина — это то, что я вижу, когда я измеряю C150, который находится после линейного регулятора: введите описание изображения здесьСледующая картина — это то, что я вижу, когда я измеряю C179, который является отрицательным питанием:введите описание изображения здесь

Последний, если я измеряю через C1, который находится после линейного регулятора:введите описание изображения здесь

Я проверил все, включая дроссель и выходные конденсаторы. Проверил такие параметры, как ток насыщения, номинальный ток и т. д. Эти сигналы повторяются, и когда я измеряю частоту между двумя повторяющимися сигналами, я получаю 6 Гц. Это одинаково как для положительных, так и для отрицательных поставок.
Любая идея о том, что это может быть?

Изменить: я заметил, что проблема исчезает, если я снижаю входное напряжение до 4 В. Не уверен, почему он работает с 4 В лучше, чем с 5 В. Edit2: увеличенное изображение пульсаций на положительном источнике питания.введите описание изображения здесь

Это проблема? Похоже, это всего несколько милливольт, что не должно быть проблемой для большинства вещей. Какая у тебя нагрузка?
Честно говоря, я не знаю, насколько это проблема. Я использую его для питания схемы операционного усилителя. Я просто думаю, что обычно с чувствительными аналоговыми схемами вам нужно как можно меньше шума. Кроме того, я просто честно нашел это странным.
Какое выходное напряжение у повышающего преобразователя? Возможно, я неправильно понимаю значения на диаграмме, но я получаю 1,213*(1+976k/110k) = 12В, что не может быть правильным, если вы генерируете 15В. Кроме того, 121k (думаю, плохо читается) на LT3045 тоже 12v, так что я думаю, вы не регулируете?
Вместо питания схемы операционного усилителя попробуйте подключить резистивную нагрузку и провести измерения шума. Возможно, ваша схема операционного усилителя потребляет всплески тока на частоте 6 кГц. Кроме того, проверьте, правильно ли компенсированы преобразователь постоянного тока и линейный регулятор и имеют ли они достаточную выходную емкость.
Что касается выходного напряжения, вы абсолютно правы. Выходное напряжение 12В, а не 15В. Это была ошибка в схемах. Это не должно вызвать никаких проблем для моей схемы.
Попробую использовать другую нагрузку. Я заметил, что когда я уменьшаю ток нагрузки или понижаю напряжение, проблема исчезает. Я посмотрел на форму сигнала на катушке индуктивности для отрицательного источника питания и заметил, что когда я уменьшаю ток нагрузки, я вижу звон на прямоугольной волне, указывающий на то, что отрицательный источник питания теперь находится в режиме DCM. При понижении напряжения звон пропадает. Это указывает на то, что отрицательный источник питания находится в режиме CCM. Точно при 5 В отрицательное питание находится в режиме CCM, но я заметил очень быстрый сбой в форме сигнала индуктора.
Я думаю, что при 5 В инвертирующий преобразователь находится где-то между CCM и DCM, что может быть причиной моей проблемы, но я не уверен.
Я также разместил изображение пульсации питания. Это не похоже на пилообразную волну. Это нормально?
Однако линейные регуляторы также настроены на 12 В, так что это не сработает. Вам необходимо выводить более высокое напряжение из-за ненулевого падения напряжения на линейных регуляторах.
Вы правы в этом. Я измеряю около 12 В на выходе, хотя. В конце концов, я не слишком беспокоюсь о том, что это 12 В ровно до тех пор, пока оно регулируется. Я заметил, что при 5 В отрицательное питание очень быстро переключалось между тем, что казалось CCM, и DCM. Это было трудно уловить, но мне удалось это увидеть, и я использовал зональный триггер, который показал мне, что он работает в DCM в этот конкретный момент времени. Это всего лишь теория, но, возможно, это быстрое переключение между CCM и DCM вызывает нестабильность чипа при 5 В и такой большой нагрузке, но это всего лишь теория.
Я имею в виду, что линейные регуляторы не работают, потому что (если то, что вы сказали, верно), вы не включили их после отключения. Предположительно, вы хотите, чтобы они уменьшили этот шум от вашего импульсного источника питания? Попробуйте установить выходное напряжение на импульсном преобразователе на 13 или 14 В, и оно должно исчезнуть.
Ну, я думаю, что происходит то, что импульсный источник питания дает на выходе что-то близкое к 12 В, но не 12 В точно. Когда 12В поступает на линейный регулятор, который имеет широкий входной диапазон от 1,8В до 20В. Регулятор напряжения должен выдерживать падение напряжения 235 мВ согласно техническому описанию, поэтому на выходе не будет такого сильного влияния. Линейный регулятор включен и уменьшает шум на выходе. Это не линейный стабилизатор на 12 В, он имеет широкий диапазон входного напряжения и выходное напряжение от 0 до 15 В. Я понимаю вашу точку зрения, вы думали, что регулятор - это регулятор на 12 В.
Я думаю, вы неправильно понимаете, что делает линейный регулятор. Падение - это не то, насколько снижается напряжение, а то, сколько дополнительного напряжения вам нужно, чтобы включить регулятор. В нарисованной вами схеме и в описанных вами условиях 12 В не является допустимым напряжением для питания регулятора LT3045, поэтому он не включен. Абсолютный минимум будет 12,26 В, а если вы хотите полное шумоподавление, вам нужно ~ 12,5 В. Так что либо вы ошибаетесь в том, что регулятор включен, либо вы ошибаетесь в своем напряжении. Выясните, что неправильно, и вы, вероятно, найдете свое решение.

Ответы (1)

Начиная с вашей положительной шины и считывая значения резисторов, я получаю, что ваше выходное напряжение составляет 1,213 * (1 + 976 кОм / 110 кОм) = 12 В (а не 15 В).

Переходя к линейному регулятору, вы устанавливаете установочный штифт на 121 кОм, что соответствует выходному напряжению 12 В. Следовательно, вы питаете LDO 12 В и говорите ему генерировать 12 В. Это невозможно, поэтому LDO отключен, и на выходе вы видите много шума. Вам нужно это исправить.

Прежде чем вы это сделаете, взгляните на PSRR как функцию напряжения для вашего линейного регулятора:

PSRR против напряжения

Регулятор включается примерно при 300 мВ и начинает регулировать, но его производительность сильно ухудшается. Увеличение этого значения до 1 В (т.е. 13 В) дает вам на 20-30 дБ больше PSRR. Увеличение его до 2 В (то есть 14 В) дает вам еще 10 дБ подавления на частоте вашего повышающего преобразователя. Если вы покупаете дорогой регулятор с высоким PSRR, вам почти наверняка нужны дополнительные 30-40 дБ! Установите выходное напряжение на +/- 15 В, как вы сказали изначально, и (при условии хорошей компоновки) вы уменьшите это шумовое напряжение в 10 000 раз, что поместит ваш шум в низкую амплитуду микровольт.

Я наконец понял, что вы сказали. Я даже забыл, что поставил 121кОм на установочный штифт, поэтому и запутался. Я был зациклен на том, чтобы узнать причину странных сигналов на повышающем преобразователе, поэтому я не заметил ошибки. Надеюсь, это поможет отфильтровать весь этот шум. Большое спасибо за Вашу помощь.
@Analog Нет проблем, это на самом деле бросилось мне в глаза, так как я недавно выкладывал что-то подобное с TPS65130 (но с более дешевыми регуляторами).
Измерение шума повышающего/инвертирующего преобразователя
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v