реклама на сайте
подробности

 
 
> Пульсации от DC-DC в полосу оцифрованного сигнала
maxics
сообщение Sep 28 2017, 14:16
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 229
Регистрация: 16-11-09
Пользователь №: 53 649



Выбираю DC-DC преобразователь для понижения входного напряжения с 12 В до 6В. На плате будет ПЛИС, LAN 100 Мб/с и АЦП килогерцового диапазона (AD7765). Выбрал EC2630QI. Питание АЦП планирую делать следующем образом: EC2630QI (из 12В - 6В), затем LDO ADP3330 (из 6В - 5В и 2.5 В).
Смущает следующее: частота дискретизации АЦП - 131.072 кГц, частота переключений преобразователя от 68 до 165 кГц. Не будут-ли пульсации от EC2630QI лезть в полосу оцифрованного сигнала.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
3 страниц V   1 2 3 >  
Start new topic
Ответов (1 - 14)
blackfin
сообщение Sep 28 2017, 14:25
Сообщение #2


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261



FYI: У Linear Technology есть DC/DC Ultralow Noise Regulators.

PS. И немного теории: Powering GSPS or RF Sampling ADCs: Switcher vs. LDO
Go to the top of the page
 
+Quote Post
MegaVolt
сообщение Sep 28 2017, 14:51
Сообщение #3


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 779
Регистрация: 3-01-05
Из: Минск
Пользователь №: 1 783



Цитата(maxics @ Sep 28 2017, 17:16) *
Смущает следующее: частота дискретизации АЦП - 131.072 кГц, частота переключений преобразователя от 68 до 165 кГц. Не будут-ли пульсации от EC2630QI лезть в полосу оцифрованного сигнала.
Всё зависит от НЧ фильтра на входе. В идеале конечно засинхронизировать работу преобразователя и АЦП от греха подальше.

И фильтра по питанию само собой.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VCO
сообщение Sep 29 2017, 06:17
Сообщение #4


Voltage Control Output
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 598
Регистрация: 21-07-09
Из: Kursk
Пользователь №: 51 436



Коль нагрузка постоянна, как-то сам собою напрашивается резонансный DC/DC-конвертер, работающий на МГцах.


--------------------
Слово - не воробей, вылетит - не пощадит
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Sep 29 2017, 06:28
Сообщение #5


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(maxics @ Sep 28 2017, 17:16) *
EC2630QI (из 12В - 6В), затем LDO ADP3330 (из 6В - 5В и 2.5 В).
...
Не будут-ли пульсации от EC2630QI лезть в полосу оцифрованного сигнала.

LDO - хороший фильтр пульсаций (PSRR), посмотрите еще из серии ADM715x. Схема преобразования DC-DC + LDO сейчас уже классическая, в общем виде даже DC-DC + N*DC-DC + N*LDO. Немаловажным вопросом является расположение на ПП, учитывая конечную индуктивность и сопротивление меди.

Цитата(blackfin @ Sep 28 2017, 17:25) *
FYI: У Linear Technology есть DC/DC Ultralow Noise Regulators.

По опыту, более шумные источники фильтруются. Пульсации на частоте преобразования - не самое большое зло.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
blackfin
сообщение Sep 29 2017, 07:10
Сообщение #6


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261



Цитата(rloc @ Sep 29 2017, 09:28) *
LDO - хороший фильтр пульсаций (PSRR), посмотрите еще из серии ADM715x.

Ага, шаз!.. biggrin.gif

Смотрим DS на ADM7155 и видим:
Цитата
PSRR: >90 dB from 200 Hz to 200 kHz; 57 dB at 1 MHz

То есть, до 200 кГц "LDO - хороший фильтр пульсаций", а вот выше - уже нет..
Проблема же еще и в том, что помехи от импульсных DC/DC спадают по частоте как 1/f, и при частоте преобразователя за сотню кГц легко можно увидеть помехи от импульсного DC/DC на частотах вплоть до 10 МГц. Все эти помехи чудесным образом попадут во вторую, третью и тд, зону Найквиста АЦП, при том, что ТС, очевидно, желает измерять сигнал в динамическом диапазоне 112 dB.

PS. Для сомневающихся: Spur Issues Caused by On-Board DC-to-DC Power Supply Noise
Go to the top of the page
 
+Quote Post
maxics
сообщение Sep 29 2017, 07:44
Сообщение #7


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 229
Регистрация: 16-11-09
Пользователь №: 53 649



Всем спасибо!
Решил не рисковать с EC2630QI, хотя другие модули от ENPIRION давно использую, без нареканий.
Остановился на модуле Ultralow Noise Regulators, от Linear: LTM4612
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Sep 29 2017, 07:52
Сообщение #8


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(maxics @ Sep 29 2017, 10:44) *
LTM4612

По шумности, в границах до частоты преобразования, выше среднего, в том числе Enpirion.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_pv
сообщение Sep 29 2017, 07:53
Сообщение #9


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954



Цитата(MegaVolt @ Sep 28 2017, 20:51) *
Всё зависит от НЧ фильтра на входе. В идеале конечно засинхронизировать работу преобразователя и АЦП от греха подальше.

Это сигма-дельта, у которой сэмплинг на 20МГц происходит, соответственно что толку от такой синхронизации.
От того что помеха попадет в полосу полезного сигнала на какой-то известной частоте радости тоже не особо много.
А в некоторых случаях и вообще хуже может быть если с синхронизацией гармоники попадут ровно на частоту модулятора и превратятся в смещение/дрейфы по DC. Без синхронизации их хоть как-то дополнительно потом отфильтровать можно, а так всё они всегда на нулевую частоту отражаться будут. Ну это конечно, только если интересны измерения от DC.

Цитата(VCO)
Коль нагрузка постоянна, как-то сам собою напрашивается резонансный DC/DC-конвертер, работающий на МГцах.

Вот не надо там мегагерцев, чем дальше помеха будет от 20МГц модулятора - тем лучше. В полосе от 60кГц до 20МГц - 60кГц АЦП сам всё до -120дБ своим цифровым фильтром задавит (плюс ещё собственный PSRR у него тоже должен какой-то быть, хотя в даташите почему-то не указан), а вот около 20МГц модулятора надо давить фильтром снаружи , и если частоту помехи задрать, то подавить её там будет будет гораздо сложнее. ну а внутри один только PSRR и останется, который на 20МГц может быть не очень хорошим и пододвигать ему помеху поближе не стоит.

Цитата(blackfin)
То есть, до 200 кГц "LDO - хороший фильтр пульсаций", а вот выше - уже нет..
Все эти помехи чудесным образом попадут во вторую, третью и тд, зону Найквиста АЦП

У сигма-дельта зоны Найквиста из-за оверсэмплинга и фильтра немного по другому выглядят, главное около частоты модулятора дополнительно питание почистить. что на 20МГц ferrite beadами вроде не сложно сделать.
А для нулевой зоны до 60кГц у LDO вполне себе хороший PSRR.
Прикрепленное изображение

А то что на высокой частоте PSRR ухудшается, так ему и не надо -112дБ быть, так как у АЦП ещё и свой какой-то PSRR есть, да и амплитуда шумов на питании тоже не 0dBFS, во всю шкалу АЦП, а меньше.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VCO
сообщение Sep 29 2017, 10:43
Сообщение #10


Voltage Control Output
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 598
Регистрация: 21-07-09
Из: Kursk
Пользователь №: 51 436



Цитата(_pv @ Sep 29 2017, 10:53) *
Вот не надо там мегагерцев, чем дальше помеха будет от 20МГц модулятора - тем лучше.

Так от резонансного DC/DC-конвертера любые помехи несравнимо меньше всяких там степ-даунов и т.п.
Если конвертер вынесен за плату и экранирован, а далее поставить LDO, то никаких МГц там не будет.
Ну а про КПД, ЭМС и минимальные габариты резонансников Вы и сами знаете. При почти постоянном токе равных нет.

Что касаемо ШИМ-преобразователей, то спектр их помех простирается далеко за единицы МГц, очень широк и изменчив.


--------------------
Слово - не воробей, вылетит - не пощадит
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_pv
сообщение Sep 29 2017, 11:29
Сообщение #11


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954



пусть будет резонансный, но всё равно с точки зрения шумов чем меньше у него будет частота тем лучше для АЦП. Так как тому только подавление на 20МГц надо обеспечить,
а шумы и гармоники у 100кГц преобразователя на частоте 20МГц имхо должны быть меньше чем у 1МГц преобразователя.
гармоники пожалуй в среднем немного быстрее чем 1/f должны падать, да и величина шумов тоже не пропорциональна частоте, то есть step-down на в десять раз большей частоте в десять раз меньше шуметь не будет.

Цитата
Что касаемо ШИМ-преобразователей, то спектр их помех простирается далеко за единицы МГц, очень широк и изменчив.

данному АЦП как бы всё равно, ему надо обеспечить подавление помех от 0..60кГц (выбрать частоту выше этих самых 60кГц), а следующая (довольно узкая) зона Найквиста у него только на 20МГц где питание фильтровать легко.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
maxics
сообщение Sep 29 2017, 12:10
Сообщение #12


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 229
Регистрация: 16-11-09
Пользователь №: 53 649



Цитата(_pv @ Sep 29 2017, 15:29) *
данному АЦП как бы всё равно, ему надо обеспечить подавление помех от 0..60кГц (выбрать частоту выше этих самых 60кГц), а следующая (довольно узкая) зона Найквиста у него только на 20МГц где питание фильтровать легко.


Как вы считаете, если выбирать из EC2630QI (115 кГц) и LTM4612 (940 кГц). Чему лучше отдать предпочтение?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_pv
сообщение Sep 29 2017, 12:55
Сообщение #13


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954



Цитата(maxics @ Sep 29 2017, 18:10) *
Как вы считаете, если выбирать из EC2630QI (115 кГц) и LTM4612 (940 кГц). Чему лучше отдать предпочтение?

куда 30Вт-то, вам их сто штук таких АЦП что ли надо запитать?
а если это столько для логики, то уберите его подальше от АЦП и в любом случае перед АЦП ещё и LDO лучше поставьте, 0 Ом перемычку вместо него всегда запаять можно.
я ad7763 питал отдельными изолированными (изоляция по другим причинам нужна была) dc-dc, вроде бы DCP от тексаса, они особой малошумностью не отличаются, + LDO.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
blackfin
сообщение Sep 29 2017, 12:59
Сообщение #14


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261



Цитата(maxics @ Sep 29 2017, 15:10) *
Как вы считаете, если выбирать из EC2630QI (115 кГц) и LTM4612 (940 кГц). Чему лучше отдать предпочтение?

LTM4612 - Output Ripple = 17.5 mVp-p
EC2630QI - Output Ripple = 100 mVp-p

Выигрыш по пульсациям: 20*lg(100/17.5) = 15 dB..

21-ая гармоника: 940*21= 19.740 МГц
22-ая гармоника: 940*22 = 20.680 МГц

Так что, я бы выбрал LTM4612..
Go to the top of the page
 
+Quote Post
maxics
сообщение Sep 29 2017, 13:13
Сообщение #15


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 229
Регистрация: 16-11-09
Пользователь №: 53 649



Цитата(_pv @ Sep 29 2017, 16:55) *
куда 30Вт-то, вам их сто штук таких АЦП что ли надо запитать?
а если это столько для логики, то уберите его подальше от АЦП и в любом случае перед АЦП ещё и LDO лучше поставьте, 0 Ом перемычку вместо него всегда запаять можно.
я ad7763 питал отдельными изолированными (изоляция по другим причинам нужна была) dc-dc, вроде бы DCP от тексаса, они особой малошумностью не отличаются, + LDO.


На плате также будет ПЛИС Artix-7 и Ethernet. Общее потребление в районе 6 Вт. Помимо первичного преобразователя из 12 в 6 В, будут слаботочные модули Enpirion из 6 в 2.5; 1.8 и 1 В
Go to the top of the page
 
+Quote Post

3 страниц V   1 2 3 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 18th July 2025 - 13:23
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01522 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016