Имеет ли смысл использования блок питания с более низким уровнем пульсаций при DC/DC-преобразователе с пульсациями 50мВ п-п? Опции

[Dashi]

Имеется регистратор с АЦП в 24бита, и в нем на входе питания установлен DC/DC-преобразователь TracoPower TEN4-2421 TEN3-2411WI. Не совсем ясна структура и тип преобразователей ("300 kHz typ. (Pulse frequency modulation PFM)").
Так вот собственно для снижения влияния и помех из сети 220В на процесс регистрации, имеет ли смысл использовать блок питания с более низким уровнем пульсаций, если в конечном устройстве используется DC/DC-преобразователь с пульсациями 50мВ п-п на выходе (по паспорту)??? Уважаемые гуру ???
п.с. конечно в идеале, аккумулятор (что и применяется в настоящее время). Но как-то гимморно все это, и не элегантно

[Егоров]

Хм... вообще там, где помехи сети досаждают, не фильтрацией питания борются, а синхронизуют преобразование с сетью.
Пульсации 50 мВ - неплохой источник, что-то можно местными пассивными фильтрами еще убрать. Вы же не намерены получить все 24 разряда достоверно? Ну, 12-16 наверное, не больше.

[net]

Имеется регистратор с АЦП в 24бита, и в нем на входе питания установлен DC/DC-преобразователь
Так вот собственно для снижения влияния и помех из сети 220В на процесс регистрации, имеет ли смысл использовать блок питания с более низким уровнем пульсаций, если в конечном устройстве используется DC/DC-преобразователь с пульсациями 50мВ п-п на выходе (по паспорту)??? Уважаемые гуру ???
п.с. конечно в идеале, аккумулятор (что и применяется в настоящее время). Но как-то гимморно все это, и не элегантно

обязательно после DC ставить параметрический и при этом обязательно не лоудроп а с большим падением
это для цифровых то схем зачастую приходится делать а для аналоговых уж тем более
да и производители ацп должны давать рекомендации по типу используемых стабилизаторов - смотрите у них рекомендации ( я имею ввиду параметрические они обязательные )

[Victor®]

... обязательно не лоудроп а с большим падением

Обоснуйте, пож.

[net]

да и производители ацп должны давать рекомендации по типу используемых стабилизаторов - смотрите у них рекомендации ( я имею ввиду параметрические они обязательные )

про lowdrop не совсем корректное высказывание - например lm1117 считается low drop - а вполне подойдет

[Herz]

про lowdrop не совсем корректное высказывание - например lm1117 считается low drop - а вполне подойдет

Для чего?

[gte]

обязательно после DC ставить параметрический и при этом обязательно не лоудроп а с большим падением

Вот малошумящий LDO
The TPS794xx family of low-dropout (LDO) linear voltage regulators features high power-supply rejection ratio (PSRR), ultralow-noise, fast start-up, и т.д.

[net]

Вот малошумящий LDO
The TPS794xx family of low-dropout (LDO) linear voltage regulators features high power-supply rejection ratio (PSRR), ultralow-noise, fast start-up, и т.д.

LOW drop это сколько вольт?
параметры при 1 вольте приведены

[Herz]

О чём вы, господа? Причём здесь low-dropout/ не low-dropout? Зачем здесь linear voltage regulator вообще?
По-моему, это распространённое заблуждение, что применение линейного регулятора (да ещё и интегрального) после импульсного поможет улучшить качество выходного напряжения. Снизить шумы, пульсации, побороть иголки... Да их хоть десяток поставь следом - бесполезно. И для аналоговых, и для цифровых потребителей. Это какой-то шаг отчаяния.... Хорошо выполненный DC/DC, правильная разводка и фильтры - это всё, что нужно.
А все эти "ultralow-noise, fast start-up, и т.д.", будучи из другой оперы, легко и свободно пропускают через себя все ВЧ-составляющие...

[Егоров]

Вообще-то да, линейные стабилизаторы импульсные помехи давят неважно. Они хорошо справляются с остаточными пульсациями сетевого, но "иголки" - нет. Против них только аналоговый LC фильтр весьма эффективен..

[net]

О чём вы, господа? Причём здесь low-dropout/ не low-dropout? Зачем здесь linear voltage regulator вообще?
По-моему, это распространённое заблуждение, что применение линейного регулятора (да ещё и интегрального) после импульсного поможет улучшить качество выходного напряжения. Снизить шумы, пульсации, побороть иголки... Да их хоть десяток поставь следом - бесполезно. И для аналоговых, и для цифровых потребителей. Это какой-то шаг отчаяния.... Хорошо выполненный DC/DC, правильная разводка и фильтры - это всё, что нужно.
А все эти "ultralow-noise, fast start-up, и т.д.", будучи из другой оперы, легко и свободно пропускают через себя все ВЧ-составляющие...

ну тогда простейшая индуктивность решает проблемы выбросов - обычная бусинка и нет проблем

Вообще-то да, линейные стабилизаторы импульсные помехи давят неважно. Они хорошо справляются с остаточными пульсациями сетевого, но "иголки" - нет. Против них только аналоговый LC фильтр весьма эффективен..

ну не так это - и результаты дают совсем другое и фирмы производители это рекомендуют - иначе бусинка все решает
а на схемах даже просто рекомендуют провод сделать длинный и типа все нормально будет но только после лиейногь стабилизатора - ну впрочем у каждого свои критерии и своя теория

[krux]

Herz, Егоров
расскажите пожалуйста нам, болезным, зачем на некоторых LDO приводят такую характеристику, как PSRR?

[Егоров]

Herz, Егоров
расскажите пожалуйста нам, болезным, зачем на некоторых LDO приводят такую характеристику, как PSRR?

Затем, что на некоторых приводят. Полезно также некоторые включить и посмотреть. Сравнить с LC фильтром. Это не всегда бусинка, точнее всегда П-образное звено или даже вдобавку дифференциальный дроссель.
Я думаю, в ожесточенный диспут все подряд превращать не стоит. Есть разные мнения, есть и возможность из них выбрать, либо составить свое собственное по результатам эксперимента.
Будьте здоровы, болеть не нужно.

[rudy_b]

Прежде чем давить сетевую помеху, стоит выяснить то место, где она мешает (врезается в тракт АЦП). Даже если стабилизатор даст идеальное питание, помеха останется, если она вызвана током, протекающим по шине земли и вызывающим перепад напряжения на проводах источника сигнала.

Сначала стоит отключить источние сигнала (полностью, все провода), закоротить вход (прямо на плате) и посмотреть, что станет с помехой. Скорее всего, она исчезнет и это будет означать, что пульсации питания тут не при чем и с ней нужно бороться иначе.

[Егоров]

Прежде чем давить сетевую помеху, стоит выяснить то место, где она мешает (врезается в тракт АЦП).

Вот это - очень даже Да!

[Herz]

Herz, Егоров
расскажите пожалуйста нам, болезным, зачем на некоторых LDO приводят такую характеристику, как PSRR?

А к чему это болезные её упоминают?
На ОУ (практически все) тоже приводится такой параметр. Однако, это совсем не значит, что они способны подавлять пульсации питания
одинаково хорошо любой частоты.



Давайте посмотрим на аналогичный график из даташита "некоторого LDO", если его не постеснялись привести...

[gte]

Давайте посмотрим на аналогичный график из даташита "некоторого LDO", если его не постеснялись привести...

Да пожалуйста.

Остальные графики в описании на предыдущей странице.

LOW drop это сколько вольт?
параметры при 1 вольте приведены

Минимальное значение меньше. Смотрите описание.

[net]

Да пожалуйста.
Минимальное значение меньше. Смотрите описание.

и шум тоже меньше?

[Victor®]

А к чему это болезные её упоминают?
На ОУ (практически все) тоже приводится такой параметр. Однако, это совсем не значит, что они способны подавлять пульсации питания
одинаково хорошо любой частоты.
Давайте посмотрим на аналогичный график из даташита "некоторого LDO", если его не постеснялись привести...

Вот один из лучших
HMC1060LP3E - QUAD LOW NOISE HIGH PSRR LINEAR VOLTAGE REGULATOR

Сообщение отредактировал Егоров - Nov 13 2013, 16:26

Причина редактирования: избыточное цитирование

Эскизы прикрепленных изображений

 

[khach]

Имеет или не имеет смысл дополнительно фильтровать питания АЦП решается просто- запускам АЦП, обрабатываем то, что он насобирал FFT и ищем пики на частоте преобразователя, если эта частота влазит в полосу АЦП, или частоты, отраженные от нулевой частоты, если частота преобразователя выше частоты найквиста. Тут бывают проблемы- имеет смысл снять два спектра, немного изменив частоту DC/DC преобразователя- пики помехи сдвинутся. Если лишних пиков нет- фильтровать ненадо, если есть-фильтруем.

[gte]

и шум тоже меньше?

График шумой дан при перепаде 1В.
Давайте отделим мух от котлет.
Приведите не LDO стабилизатор соизмеримый по параметрам. Сравним.

[net]

График шумой дан при перепаде 1В.
Давайте отделим мух от котлет.
Приведите не LDO стабилизатор соизмеримый по параметрам. Сравним.

ну давайте отделим - итак что такое LDO
это то что может дать маленькое падение - или то что работает при маленьком падении?
или что вы понимаете под LDO?

[krux]

Dashi
у вас скорость оцифровки какая? можете ли динамически (real-time) управлять моментом Sample & Hold или это функионально противоречит задаче?

О чём вы, господа? Причём здесь low-dropout/ не low-dropout? Зачем здесь linear voltage regulator вообще?
По-моему, это распространённое заблуждение, что применение линейного регулятора (да ещё и интегрального) после импульсного поможет улучшить качество выходного напряжения. Снизить шумы, пульсации, побороть иголки... Да их хоть десяток поставь следом - бесполезно. И для аналоговых, и для цифровых потребителей. Это какой-то шаг отчаяния.... Хорошо выполненный DC/DC, правильная разводка и фильтры - это всё, что нужно.
А все эти "ultralow-noise, fast start-up, и т.д.", будучи из другой оперы, легко и свободно пропускают через себя все ВЧ-составляющие...

Попытка номер два.
Почему вы считаете, что фильтр на пассивных компонентах лучше, чем активный фильтр на основе усилителя ошибки из состава LDO?
(принимая во внимание одинаковую фильтруемую полосу)

Сообщение отредактировал krux - Nov 13 2013, 18:11

[Herz]

Да пожалуйста.

Вот один из лучших

Как видите, никаких чудесных свойств по подавлению ВЧ пульсаций у линейных стабилизаторов нет...

Попытка номер два.
Почему вы считаете, что фильтр на пассивных компонентах лучше, чем активный фильтр на основе усилителя ошибки из состава LDO?
(принимая во внимание одинаковую фильтруемую полосу)

Да потому что они медленные. И проходную ёмкость имеют большую. Ведь изначально предназначены для аналоговых источников питания, где входное напряжение имеет частоту пульсаций, кратную частоте сети, или вообще для батарейного питания. Никто не рассчитывает ставить их после ИБП - это попытка делать масло масляным.
Если фильтры не посмогают - берут другой преобразователь, меняют топологию, частоту, разводку, качество компонентов.... Или отказываются от импульсного, в конце концов...
Но приправлять кисель укропом в надежде получить борщ....
Кстати, я не говорил, что фильтры обязательно должны быть пассивными. Но пассивных обычно хватает.

[krux]

Кстати, я не говорил, что фильтры обязательно должны быть пассивными. Но пассивных обычно хватает.

хорошо, а что вы тогда предлагаете использовать в качестве активных, когда пассивных не хватает?

[gte]

ну давайте отделим - итак что такое LDO
это то что может дать маленькое падение - или то что работает при маленьком падении?
или что вы понимаете под LDO?

Вы для начала внятно обоснуйте свое утверждение (фактами), что для целей автора топика необходимо применять не LDO стабилизаторы.
Затем обоснуйте, что TPS будет больше шуметь при падении менее 1В.
А если обоснуете, подумаем, стоит ли учить инженеров AD терминологии .

[Herz]

хорошо, а что вы тогда предлагаете использовать в качестве активных, когда пассивных не хватает?

Можно попробовать эмиттерный повторитель на хорошем транзисторе со смещением, обеспечивающим небольшой запас для регулирования, исходя из величины пульсаций.
Разумеется, с конденсатором в базе, чтобы смещение было "чистым". Это как-бы классика.
Но, скажу честно, мне не приходилось.
Для питания аналоговой части, чувствительной к шумам, и 24-битного АЦП использовал полностью аналоговый канал питания. Благо, на общем потреблении потери за счёт "неэкономичности" такого решения практически не сказывались - эти цепи потребляли сравнительно мало.

[khach]

Вот подавление пульсаций старой доброй LM317 в новой версии даташита обмеряно до 1 Мгц как раз из за появления импульсных источников. Как видно, до 10 кгц она прекрасно справляется с этим, только должно хватить амплитуды напряжения на входе, т.е постоянное напряжение минус амплитуда пульсации не должны быть ниже минимального напряжения на микросхема. Т.е для LDO c их 50-100 мв привышения напряжения входа над выходом мы оказываемся в дурацкой ситуации, когда каждая импульсная помеха может просадить напряжение на входе линейника ниже минимума. Поэтому приходится закладывать запас вольт-полтора- пусть линейник греется. Ну и к сожалению не во всех даташитах приведены параметры зависимости подавления пульсаций от частоты, что автоматически отсекает много стабилизаторов.
С другой стороны очевидно, что выше 20 кгц надо фильтровать пассивной цепью- линейник подавить эти пульсации неможет.
Стабилизатор на биполяре позволял подавить пульсации в полосе до мегагерца и выше, что уменьшало габариты пассивного фильтра или позволяло обойтись без него. Падение на фильтре было меньше, чем у той же LM317, а небольшой дрейф постоянки от прогрева транистора не превышал 0.1в и обычно ни на что не влиял.
Вопрос спектра низкочастотных шумов разных типов фильтров требует отдельного рассмотрения с результатами измерений влияния шума источника питания на питаемую цепь.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Егоров]

Вот подавление пульсаций старой доброй LM317 в новой версии даташита обмеряно до 1 Мгц как раз из за появления импульсных источников. Как видно, до 10 кгц она прекрасно справляется с этим, только должно хватить амплитуды напряжения на входе,

Ей-богу, лишний раз и возражать не хочется, но что это за импульсный источник с полосой активных помех в 10кГц?
Там частота ключевания 50-200кГц, а уж "иголки" переходных процессов спектр вообще имеют мегагерцы.
Скорее всего, тут мы все правы, только каждый говорит о разном.

Какой еще к черту LDO? Да, компенсационный стабилизатор может подавить пульсации сети, колебания в сотни герц или около того. Часто они и сбивают преобразователь. Очень разумно предложили выше сначала убедиться, что помехи именно по питанию лезут, а потом уже воевать с ними. Но выплески с крутыми фронтами этот модифицированный ОУ не подавит точно, сколько туманных графиков из даташитов не приводи.

Стоит посмотреть как вообще пульсации на выходе нормирует изготовитель источника. Часто параметры супер-вупер, но измеряются на конце линии в фут и там еще добро если керамика в 0.1-1-мкФ записана, бывает еще и электролит солидный. Эти 30см измерительного кабеля и конденсаторы ни что иное, как сокрытый дополнительный конструктивный LC фильтр.
Так не проще ли поставить небольшой сосредоточенный дроссель и пару керамик да прекратить диспут о кренках свежайшей выпечки? Тут уж копья ломать с полосой не нужно. Подавление будет только расти с частотой. В разумных пределах, конечно. На совсем высоких фильтр посложнее нужен.
И вплетающийся мотив о шумах. Кто-то надеется, что шумы LDO могут быть меньше, чем пассивного фильтра? Кусок провода на гантельке шумит больше чем пара усилительных каскадов?

Кажется, это тот случай, когда явно усложняется проблема. То ли надуманными страхами, то ли искусственными трудностями.
За время диспута уже можно было включить паяльник и посмотреть что там получается в сравнении.

[halfdoom]

Для питания аналоговой части, чувствительной к шумам, и 24-битного АЦП использовал полностью аналоговый канал питания.

Скажу больше, мы проводили испытания с аналогичным АЦП (полоса 15-12000 Гц) на разных вариантах источника питания. Результат - 50 Гц трансформатор не имеет преимуществ против правильно зафильтрованного пассивными LC фильтрами флая (экранировка, это отдельная песня).

[rudy_b]

Аналогично. Только антиалиас правильный сделать.

[Herz]

Скажу больше, мы проводили испытания с аналогичным АЦП (полоса 15-12000 Гц) на разных вариантах источника питания. Результат - 50 Гц трансформатор не имеет преимуществ против правильно зафильтрованного пассивными LC фильтрами флая (экранировка, это отдельная песня).

Охотно верю. Мне просто так сделать было проще.

[Егоров]

Скажу больше, мы проводили испытания с аналогичным АЦП (полоса 15-12000 Гц) на разных вариантах источника питания. Результат - 50 Гц трансформатор не имеет преимуществ против правильно зафильтрованного пассивными LC фильтрами флая (экранировка, это отдельная песня).

Во время оно , до появления транзисторов, ламповые радиостанции питались от аккумуляторов. Вибропреобразователь - реле в режиме самовозбуждения коммутировало аккумулятор на обмотку трансформатора.
Во где помех, искрения и всего прочего! А вход приемника 1.5мкВ
И ничего, пассивными фильтрами, экранировкой давили все проблемы по питанию успешно.

[krux]

Я, честно говоря, не понимаю тогда, почему мы здесь не рассматриваем ещё и DC/DC например, с шумами в 100 мкВ и менее. Да, есть и такие, с контролем максимальной скорости нарастания фронтов, и отсутствием дребезга после переключения в принципе, т.е. в окошке спектроанализатора будет одна палка соответствующая 1й гармонике, которая элементарно зарезается фильтрами. (Tektronix для своей измериловки применяет ещё с 70х годов). Да, КПД низкий, но это может и не являться конечной целью.

Кусок провода на гантельке шумит больше чем пара усилительных каскадов?

что насасывает из эфира меньше? намотанный кусок провода или планарный кусок кремния? тут првильно про экранировку говорили, поэтому вопрос риторический.

[Егоров]

что насасывает из эфира меньше? намотанный кусок провода или планарный кусок кремния? тут првильно про экранировку говорили, поэтому вопрос риторический.

Простонародное "камень" еще не значит, что усилитель ведет себя подобно камню, куску кремния, по отношению к эфиру.
Шумы там имеют другую природу и возникают даже в экранированной камере. Мы же с Вами это хорошо понимаем?
Обсуждаемым помехам до уровня помех эфира - як слону наловчиться блох подковывать.

[krux]

Простонародное "камень" еще не значит, что усилитель ведет себя подобно камню, куску кремния, по отношению к эфиру.
Шумы там имеют другую природу и возникают даже в экранированной камере. Мы же с Вами это хорошо понимаем?
Обсуждаемым помехам до уровня помех эфира - як слону наловчиться блох подковывать.

вам не приходилось сталкиваться с шuфрoтexнuкoй? В некоторых изделиях есть встроенные генераторы шума, с антенным выходом. К этому антенному выходу подключают кусок провода, навитого на ваш кабель, который уходит в ваше устройстао (и это - штатный режим эксплуатации!), но об этом вы узнаете только тогда, как вам скажут что у вас ничего не работает ;-) и при том что ваше устройство к шuфрoтexнuке не относится никаким боком. Представляете что оттуда прилетает? Поэтому под эфиром я понимаю не радиоэфир "где-то там" а суперпозицию электромагнитных полей от всего, что может оказаться рядом с вашим устройством. Неважно что это - стоящая рядом фигово заэкранированная стойка с бесперебойником на 50 кВт или антенна передатчика таксистов на крыше вашего здания, или соседний каскад на вашей плате.

Сообщение отредактировал krux - Nov 16 2013, 14:15

[Егоров]

вам не приходилось сталкиваться с шuфрoтexнuкoй? В некоторых изделиях есть встроенные генераторы шума,

А Вам не приходилось разбираться со взрывателем авиабомбы? Могу подробно расписать...
Братцы, мало ли кто с чем специфическим сталкивался? Конечно, в сильном магнитном поле на дросселе может навестись много неприятного, а в условиях преднамеренных помех - тем более. Поскольку никакая особая экзотика стартером не указана, то мы тут обсудить можем только какие-то общие методы, правила, подходы к решению.
Все мы понимаем, что любые высказывания тут - рекомендации, не более. Вопрошающему они только как-то помочь могут, решение он должен принять сам.

[Herz]

Поэтому под эфиром я понимаю не радиоэфир "где-то там" а суперпозицию электромагнитных полей от всего, что может оказаться рядом с вашим устройством. Неважно что это - стоящая рядом фигово заэкранированная стойка с бесперебойником на 50 кВт или антенна передатчика таксистов на крыше вашего здания, или соседний каскад на вашей плате.

Ну, зачем же фантазировать? От всего не защитишься никогда. Да и стремиться не надо, если не параноик. Всегда следует представлять себе реальные условия.

[krux]

Ну, зачем же фантазировать? От всего не защитишься никогда. Да и стремиться не надо, если не параноик. Всегда следует представлять себе реальные условия.

Если те, кто писал ТЗ, или хотя бы сталкивался с требованиями, и есть хз-кто с их "реальными условиями", где ничего неизвестно и ничего не требуется.

А ещё есть те, кто щедро и не глядя развешивает ярлыки на других людей.

[gte]

Все мы понимаем,

Давайте за себя. Я сталкивался с тем, как регулятор температуры известной российской фирмы сбивался, показывал черте-что при включении в паре метров на передачу портативной служебной радиостанции.

[Herz]

Если те, кто писал ТЗ, или хотя бы сталкивался с требованиями, и есть хз-кто с их "реальными условиями", где ничего неизвестно и ничего не требуется.

А ещё есть те, кто щедро и не глядя развешивает ярлыки на других людей.

И к чему это? Особенно про ярлыки?

Давайте за себя. Я сталкивался с тем, как регулятор температуры известной российской фирмы сбивался, показывал черте-что при включении в паре метров на передачу портативной служебной радиостанции.

Наверное, не только Вы. И, опять же, ну и что? Чем этот случай противоречит сказанному? Или, более того, чем он помогает автору топика, который и в обсуждении-то не участвует? Мы тут сами взялись обсуждать неизвестно что. Постепенно подбираясь к защите от ядерного взрыва. Давайте заканчивать бесполезный спор.