Пульсации от DC-DC в полосу оцифрованного сигнала Опции

[maxics]

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.

[MegaVolt]

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.

[_pv]

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.

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.

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.

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.

[VCO]

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.

[wim]

про КПД, ЭМС и минимальные габариты резонансников Вы и сами знаете.

Неа, не знаем. Какие Ваши доказательства? Мой личный опыт измерений ЭМС показывает, что никаких преимуществ у резонансных преобразователей нет.

[VCO]

Неа, не знаем. Какие Ваши доказательства?

Да пожалуйста: http://www.efo.ru/doc/Vicor/Vicor.pl?2541

Благодаря использованию резонансной схемы с ЧИМ компании Vicor удалось значительно уменьшить размеры модулей и достичь удельной мощности 7000 Вт/дм³, что в настоящее время является лучшим параметром для серийных DC/DC-конвертеров. Еще одним достоинством резонансной схемы по сравнению с ШИМ является существенное (на 20...40 дБ) снижение уровня шумов и помех. Причем значимые по амплитуде гармоники занимают диапазон частот до 5 МГц, в то время как для ШИМ-преобразователей спектр гармоник простирается до 30...50 МГц из-за крутых фронтов при переключении (см. рис. 3).]

Спектры шумов при методах преобразования ZCS (а) и ШИМ (б)

Мой личный опыт измерений ЭМС показывает, что никаких преимуществ у резонансных преобразователей нет.

Отрицательный результат - тоже результат. В следующий раз м.б. получится. Вы учИтесь, учИтесь...

[wim]

Да пожалуйста

Да никакое это не доказательство. Амплитуда чего - тока, напряжения? В каких единицах? Есть международные стандарты измерения радиопомех - СИСПР 16, СИСПР 22, у американцев - FCC. Измерять надо не в попугаях, а в дБмкВ и дБмкВ/м - только так можно объективно сравнивать разные топологии преобразователей.

[VCO]

Да никакое это не доказательство.

Ну что же, на этом диалог закончен. Кому нужно, тот информацию воспримет адекватно, вам более мне доказывать нЕчего.
Книжки что ли почитайте толковые...

[wim]

Ну что же, на этом диалог закончен. Кому нужно, тот информацию воспримет адекватно, вам более мне доказывать нЕчего.

Диалог еще даже не начинался, потому что Вам, кроме как рекламной статьи от Викора, пока что предъявить нЕчего.
Вы нам покажИте результаты объективных измерений радиопомех резонансного преобразователя, которые будут лучше, чем у этого жесткопереключательного блока питания:
https://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1127118

[VCO]

Диалог еще даже не начинался, потому что Вам, кроме как рекламной статьи от Викора, пока что предъявить нЕчего.

Я делал и ЧИМ, и ШИМ AC/DC ещё в 90-х годах. ШИМ с треском провалил испытания по радиоизлучению и помехам, квазирезонансный ЧИМ - с трудом протиснулся. Втирайте кому-нибудь другому.

Не забывайте, что я свои рекомендации адресовал топикстартеру, а не вам. Именно поэтому мне именно вам доказывать нЕчего.

Если желаете опровергнуть информацию от Vicor, то я вам не нужен. Купите модуль, обмерьте и предъявите претензии именно им.

[wim]

ШИМ с треском провалил испытания по радиоизлучению и помехам

Сочувствую. А компьютерный БП с огромным запасом проходит и кондуктивные (как я уже продемонстрировал), и излучаемые помехи.

я свои рекомендации адресовал топикстартеру, а не вам

Признаю свою ошибку - когда Вы написали "вам" маленькими буквами, я подумал, что Вы обращаетесь ко всему форуму. А у Вас, видимо, просто заглавные буквы на клавиатуре закончились.

[VCO]

Сочувствую. А компьютерный БП с огромным запасом проходит и кондуктивные (как я уже продемонстрировал), и излучаемые помехи.

Предлагаете лепить для DC/DC двухтактник со средней точкой и рекуперацией избыточной энергии?
А не напомните, начиная от каких мощностей он нормально работает без вентилятора и радиаторов?
Да, и сколько лет прошло, и сколько денег потребовалось, чтобы он работал только без вентилятора?
Про то, какие вихревые токи он гоняет по своей однослойке, я вообще пока помолчу тихо в стороне.

Признаю свою ошибку - когда Вы написали "вам" маленькими буквами, я подумал, что Вы обращаетесь ко всему форуму. А у Вас, видимо, просто заглавные буквы на клавиатуре закончились.

Это давно стало нормою в русском языке. В английском с большой буква Y обращаются только к королеве. Вы же не королева?

Я сразу понял, что вам не нужна истина, вам нужен баттл. Он закончен

Форумное сообщение может быть адресовано кому-то лично, но при этом оно всегда адресовано также и всем прочим читающим.

От меня потребовали доказательств прописных истин силовой электроники. Вам это кажется нормальным?

[Фрол Кузьмич]

От меня потребовали доказательств прописных истин силовой электроники. Вам это кажется нормальным?

У вас это вышло похоже на реакцию человека глубоко верующего, который вдруг понял, что его собеседник атеист.

[VCO]

У вас это вышло похоже на реакцию человека глубоко верующего, который вдруг понял, что его собеседник атеист.

Вот только психологов нам тут и не хватало. Этот форум по электронике. Есть что по теме сказать?

Я просто привел пример решения проблемы ЭМС в преобразователе с ШИМ. К сожалению, я не могу показать результаты других измерений, потому что они мне не принадлежат. Но, например, RS-150-24 (однотактный прямоход с резонансным размагничиванием) по кондуктивным помехам не хуже LLC на FSR2100, а по излучаемым лучше. Я уже неоднократно объяснял, почему это так - в резонансном преобразователе только ток имеет квазисинусоидальную форму, а импульсы напряжения вполне себе прямоугольные. Поэтому в резонансном преобразователе синфазная помеха, обусловленная высокой скоростью dU/dt будет ничуть не меньше,чем в преобразователе с ШИМ. В RS-150-24 проблема ЭМС отчасти решается колоколообразной формой импульса размагничивания, а в основном - пятью Y-конденсаторами, натыканными в разных местах платы, и ферритовыми бусинами.

Давайте уйдём от личного опыта, с которого Вы начали. Я вам привёл в пример модули Vicor, Вы утверждаете, что это лишь рекламная информация. Вы можете доказать, что эта информация не соответствует действительности?
Не Vicor же должен обосновывать, что резонансный преобразователь не имеет никаких преимуществ, это Вы утверждали. И уж совсем странно, если я буду доказывать, что Вы ошибаетесь, после того, как привёл пример таких преимуществ.

[wim]

Я вам привёл в пример модули Vicor, Вы утверждаете, что это лишь рекламная информация. Вы можете доказать, что эта информация не соответствует действительности?

Я уже все сказал, но повторю еще раз - графики спектральных составляющих неизвестно чего, измеренные неизвестно как не являются доказательством преимущества данной топологии. Доказательством являются спектры кондуктивных и излучаемых помех, измеренные в соответствии с каким-либо из общемировых стандартов (перечислять их не буду). Нет объективных измерений - нет доказательств. Для сравнения можете посмотреть, например, апноты Power Integrations - они не пишут, что "как всем известно, джиттер снижает уровень отдельных спектральных составляющих ...", они приводят результаты объективных измерений радиопомех. Потому что важно количественное соотношение - если, к примеру, кондуктивные помехи уменьшились на 1 дБ - это вообще ни о чем, просто реклама. А если они уменьшились на 10 дБ, это существенно, потому что вместо двухзвенного помехоподавляющего фильтра можно обойтись однозвенным (а это габариты и цена).