Шум земли Опции

[javalenok]

Никогда бы ни подумал, что даже управление затвором транзюка, который вообще никаких токов не коммутирует, может выводить землю из равновесия.

Составил тестовую схему из 4-х компонент:
1) линейный регулятор, который из 20 вольт делает 5в;
2) генератор 5-ти вольтовых импульсов, частотой 16Мгц/256;
3) драйвер IR4427 для
4) управления затвором полевика IRFB31N20D, ёмкостью целых 2нФ.

Конденцаторы 4.7 мкФ керамика имеются на первичном питании 20 вольт и отрегулированных 5 вольт.

Драйвер питается 20-ю вольтами, на оба его входа подаются прямоугольники генератора
.

Один из выходов драйвера через 10-ти-омный резистор управляет затвором полевика. И вот какая разница проскакивает между землёй первичного питания источника 20 вольт и стоком транзистора (эти точки разлучены проводом сантиметров 6 сопротивлением 0.5 ом):


Что за хрень обнаруживается каждые четыре с небольшим секунды? В увеличеном масштабе времени она выглядит так:


На 10 миллисекундном разрешении можно заметить, что эти пички являются "волнами", и при этом эти волны сами состоят из пичков. Увеличиваем масштаб далее:

Первое фото получено в Start-Stop режиме осциллографа, на нём перемежаются положительные и отрицательные пички. На самом деле, если обратиться к режиму захвату можно убедится, что на самом деле чередуются серии разнополярных пичков. На самом мелком наносекундном масштабе они выглядят так:




Можно видеть, что пички появляются в момент переднего фронта. Если смотреть напряжение затвора, то передний фронт получается слегка приглаженный. Спадающий фронт -- резкий и никаких пичков на земле в этот момент не происходит. Откуда двойные стандарты? Если затвор -- ёмкость, то она должна быть одинаковая для заряда и разряда.

Неужели то, что мы видим, -- падение напряжения на сопротивлении общего провода? Включение ещё отдного керамич. кондёра 4.7 прямо на ноги питания драйвера успокаевает положительные пички разва в два. Отрицательные отсаются без изменений. Волны пичков также бегают и по 20 вольтной линии питания. Уменьшенными их можно наблюдать и на 5 вольтовой линии.


Первоначально проблема проявилась в импульсном блоке питания, где использовалася точно такой силовой каскад. Подозрение пало на current sense ШИМ-контроллера, который от этих плясок на земле выключал подачу мощности. Понижение питания драйвера (напряжение, подаваемое на затвор) с 20 вольт до 7 вольт уменьшило пляски на земле и ШИМ-контроллер перестал обрубать импульсы в самом их начале.

Если такие шумы возникают от управления затвором, то что же происходит при коммутации мощности.

Сообщение отредактировал javalenok - Jun 22 2006, 20:47

[CDT]

Можно видеть, что пички появляются в момент переднего фронта.

Эти картинки очень напоминают перезаряд монтажных и входных емкостей после крутого фронта или (но менее вероятно) "сквозняк" в каком-нибудь каскаде.

Конденцаторы 4.7 мкФ керамика имеются на первичном питании 20 вольт и отрегулированных 5 вольт.

В букварях по цифровой технике рекомендуется общую емкость керамических блокировочных конденсаторов набирать из соответствующего количества конденсаторов емкостью 1-10нФ, распределяя их равномерно по шинам питания и непосредственно около чувствительных к таким помехам элементов.

Если такие шумы возникают от управления затвором, то что же происходит при коммутации мощности.

Там все еще интереснее. Кстати, сомневаюсь, что эти пички будут мещать выходному каскаду, но они могут сбивать цифровые схемы.