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[参考译文] AMC3330:AMC3330 输出中的噪声过多

Guru**** 2826855 points

Other Parts Discussed in Thread: AMC3330

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1626470/amc3330-excessive-noise-in-amc3330-output

器件型号: AMC3330

您好:
 
我们在直流/直流转换器原型中使用 AMC3330 隔离放大器 IC 来检测隔离式电压和电流。 下面显示了其中一个放大器的原理图。
 
image.png
 
在测试过程中、我们注意到微控制器接收到的电压和电流反馈显著波动。 经调查、我们发现、当在电源转换器关闭的情况下测量时、AMC3330 的输出噪声(从 OUTP 测量到 OUTN)接近 1Vpp。 (对于此测量,带宽限制已设置为 20MHz。)
 
 
  
 
在大约 350kHz 时、噪声略低于 1Vpp。 噪声几乎是最大电压摆幅的 50%。 作为参考、下面的屏幕截图显示了运算放大器输入端子上的噪声。 50kHz 时的噪声约为 40mVpp。
 
 
根据数据表、输出噪声应仅在 250uVrms 左右。
 
image.png
 
我想尝试了解为什么在我们的应用中输出噪声超出规格?
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    尊敬的 Prathik:

    您是否在输出端放置了 RC 滤波器?

    谢谢。

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    您好、  

    AMC3330 的输出与哪些端相连?  

    是否有一个不带电阻的电容器连接到输出端? 如果是、请尝试将其移除。  

    您是否有可以共享的应用程序的布局或物理图片?  

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    尊敬的 Saleh:

    输出端没有 RC 滤波器。 由于数据表中的 250uVrms 噪声规格、我认为不需要它。 添加 RC 滤波器可能会解决该问题。 但是、为什么输出端有那么多噪声要开始呢?

    我还有一个关于使用滤波器的问题。 如果运算放大器的额定带宽是 300kHz - 375kHz、使用低通滤波器是否会限制可用带宽?  

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    尊敬的 Alexander:

    AMC3330 的输出连接到比较器和其他非隔离式放大器的输入。 在没有电阻器的情况下、没有电容器连接到输出端。

    这是电路的 3D 模型和 PCB 布局。 实际的 PCB 就像这样。 请注意、有多个(7 个可能完全相同)AMC3330、它们都具有很大的输出噪声、范围从 600mVpp 到 1000mVpp。

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    您好 Prathik、  

    我也会尽力提供帮助。  引起我注意的一件事 是 输入。 您 在输入端放置了 W ü Würth Elektronik (74269244182) 串联 100pF 电容器的铁氧体磁珠。

    我认为可能的问题是铁氧体磁珠形成高 Q 系数 LC 滤波器。  

    我在 Qspice 中进行了一个小仿真。

    如您所见、LC 滤波器在进入–40dB 悬崖之前、将 7MHz 周围的频率提升至+25dB。

    了解隔离式放大器是采用同一封装的 AD 和 DA 转换器、这一点很重要。 因此、奈奎斯特采样定理适用、可能会发生混叠。  

    请参阅器件数据表:

    我认为只需通过更改输入滤波器来降低频率并消除 LC 滤波器的高 Q 因数、就可以解决该问题。

    我希望这对您有所帮助、  

    此致、  

    Jiri Panacek、ISC 系统应用工程师  

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    尊敬的 Jiri:

    我还没有在屏幕截图中显示 V_HVT_FB 的来源。 它实际上来自用于检测转换器总线电压的分压器。 它是高阻抗源、不应允许铁氧体磁珠与 100pF 电容器产生谐振。

    您能否将其添加到仿真中、看看 7MHz 是否仍能提升性能? 此外、7MHz 不到 20MHz 的一半、因此混叠不应该是问题。 还是我遗漏了一些东西?

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    尊敬的 Prathik:

    为帮助确定导致噪音的原因、请尝试以下操作:

    -将 INP 短接至器件引脚处的 INN 并检查噪声是否仍然存在。

    -如果噪音仍然存在,您能否将器件输出与电路的其余部分解耦?  您是否还能共享器件输出所连接的电路?

    谢谢。

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    你好 Prathik ,我承认我的分析是不正确的。 我没有考虑源阻抗。 铁氧体磁珠最终会成为分流阻抗非常低的电流检测器件的问题、但对于电压检测器件、这不是问题。  

    在我看来、截止频率和传递函数是合理的。  

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    尊敬的 Saleh:

    即使在将 INP 短接至 INN 引脚后、噪声也会持续存在。

    这是输入上的噪声

    我无法在公共论坛上分享更多的电路、但 AMC3330 的输出进入运算放大器和比较器上的高阻抗输入、如下所示。 我对粗略的图表示歉意。

      

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    尊敬的 Prathik:

    如果在短接输入后噪声仍然存在、请断开器件输出(可能需要抬起引脚)、并验证是否存在噪声。

    您是否还可以检查器件电源以查看其上是否有任何噪声。

    在您绘制的上图中、OUTN 引脚未连接到运算放大器电路。  它是否连接到其他位置或保持悬空?

    谢谢。

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    尊敬的 Saleh:

    很抱歉晚才回复。 即使在隔离输出后、噪声也确实会持续存在。

    OUTN 引脚不悬空。 它还与 OUTP 引脚类似、连接到运算放大器。

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    尊敬的 Prathik:

    即使输入短路且输出悬空、也能看到噪声是很奇怪的。  器件附近是否有任何元件以噪声频率运行?  此外、您是否在多个器件/电路板上看到过此问题?

    如果您测量 VDD 到 GND 和 OUTx 到 GND、您会看到这个噪声吗?   

    谢谢。