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[参考译文] AMC1200:输出噪声问题

Guru**** 1624225 points
Other Parts Discussed in Thread: AMC1200, AMC1200EVM, AMC1300
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/1330646/amc1200-output-noise-question

器件型号:AMC1200
主题中讨论的其他器件:AMC1300

您好!

为了进行测试、我们使用 AMC1200构建了一个自己的评估模块、遇到的噪声比预期的要多。

问题是、噪声来自何处、以及噪声是否"正常"、因此我们只需要适当的滤波。

我们使用隔离式直流/直流转换器产生5V 的 AMC1200输入电源、这似乎工作正常。

原理图:

布局(请注意、我们在 IP++线迹下方的输入级上有一个 GND 平面、而另一个没有、但是噪声完全一样):

我们将使用 SMA 连接器和短同轴电缆测量噪声、因此这绝对不是测量问题、所有电路板上的噪声都是相同的。 此外、我们还提供一个线性低噪声电源、我们经常使用该电源进行此类测量。 唯一的噪声可以是 IB0505LS-1WR3、但由于传输是差分式的并且 AMC1200B 具有良好的 PSRR、因此这里应该不是问题。

请注意、在以下测量中没有电流流经 AMC1200B 输入分流器:

VoutN 上的测量值:

VoutP 上的测量值:

VoutP - VoutN:

您能告诉我、这是否是 AMC1200的正常噪声吗? 在数据表中、它指出了大约3.1mVrms 的输出噪声、这似乎适合于测量、但还有与频率相关的噪声、在我们现在测量的频率下、这些噪声应该要小得多(我们现在大约为200kHz 或更大)

编辑 :我刚刚移除了 IB0505LS-1WR3 ,噪声完全相同,所以当输入端通电时,就会立即出现先前测量的噪声。

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    您好、Hans、

    我认为这比我们预期的 AMC1200噪声更大。

    在原理图中、似乎没有将 VINN 连接到 GND1。 应这样做以建立共模输入电压。 请先尝试添加该列并查看结果。  

    您的输入看起来是什么样子的? 您是否探测了器件的输入引脚? 您可以向输入添加更多滤波来抑制高频噪声。  您还可以考虑向输出添加滤波以抑制振铃效应。  

    请告诉我 您看到了什么。  

    此致、

    评估

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    您好、Eva

    VINN 和 GND1连接在一起、您看不到、因为我没有展示分流电阻器。 您只能在上方布局中的 amc1200左侧分流器处看到该值。 分流器的开尔文连接处有一个网带、它将两者在一个点上连接在一起。 我错了吗? 对于开尔文连接、我应该使用更大的迹线吗?

    滤波我当然可以调整、但还是很奇怪、产生的噪音太大、肯定有根本性的问题

    我将在明天对输入电压进行

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    您好、Hans、

    好的、我明白了。 您确实正确地将 VINN 连接到了 GND1、但我认为在接下来进行调试时、您仍应该尝试焊接 GND1和 VINN 之间的直接连接。 接地平面可能会产生一些噪声。 请告诉我您明天在输入上看到的情况、我将了解其他可能导致该噪声的因素。 谢谢!

    此致、
    评估

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    您好、Eva

    VINN 和 GND1之间直接连接意味着什么? VINN 没有开尔文连接、而是直接在 IC 输入引脚上将 VINN 和 GND1焊接在一起?  

    数据表中提供了布局建议、但这似乎并不是 GND1和 VINN 连接到 IC 附近、并且由于有过孔、必须使用多个层。

    我必须在星期一进行输入测量、我今天不在办公室。

    谢谢。

    汉斯

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    您好、Eva、

    我可以再次进行输入噪声测量、但根本没有输入噪声(我们直接位于本底噪声上。 我唯一能看到的是 VDD1上的电源噪声、该噪声具有+-5mV 的纹波和来自 PSU 的一些 HF 开关:

    50us 分辨率:

    2us 分辨率:

    从数据表中可以看出、20kHz 纹波应衰减大约73dB、这个值应该是可开发的:

    关于较高频开关噪声、我不知道 AMC1200是否会将其滤除。 我将电源改为外部线性电源、它具有更小的纹波、没有 HF 部件、但输出噪声波形与上图中的完全一样。 所以、我认为这不是输入噪声问题、AMC1200噪声看起来就像这样。

    我还将输入引线短接、但输出噪声完全没有变化。 当我从输入级断开 VDD1时、噪声消失。

    如果您可以在 AMC1200的内部测试本底噪声、那将会令人惊叹。

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    您好、Hans、

    感谢您为我提供这些数据。

    至于直接将 VINN 连接到 GND1、我们通常通过直接在 VINN 与 GND1之间画一条线在电容器之后连接。 我之前曾想过输入端可能会因为接地层而产生噪声、但在这张截图中、您可以看到、如果没有该迹线、该迹线看起来相对干净。  

    为了进行确认、在更改您的输入电源后、这会进一步清理您的输入吗? 断开输入电源后、输出噪声是否消失? 不给输入供电时、输出是什么样子的? 如果您发现移除您的电源可以消除输出噪声、那么我们可能可以考虑更多 VDD1选项。 您是否查看过进入放大器的电源? 确保稳定且没有过大的噪声、因为这会影响输出噪声。 并联去耦电容器可以提供帮助。

    器件本身的本底噪声不应是源、但如果您将输入短路并发现本底噪声、则会产生本底噪声。 为了降低产生的本底噪声、我们仍建议考虑您的电源设计和接地策略。  

    其他要考虑的因素可能是从输出到滤波的迹线有多长。 这是一个很长的路径、您从何处测量输出? VOUTN 上的输出对我来说很奇怪,几乎像是我感兴趣的三个事件。  

    如果您认为这可能是 AMC1200问题、您可以始终尝试将装置替换为另一个 AMC1200、以确认该错误是器件内部错误还是系统错误。  

    请告诉我您尝试了什么以及看到了什么结果。  


     此致、

    评估

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    您好、Eva、

    感谢您的回答。

    至于直接将 VINN 连接到 GND1,我们通常在电容器后通过直接从 VINN 连接到 GND1来实现此目的。 我之前曾想过输入端可能会因为接地层而产生噪声、但在这张截图中、您可以看到、如果没有该迹线、该迹线看起来相对干净。  [/报价]

    在 AMC1200手册中、VINN 连接到分流器上的 GND1、但不连接到滤波电容器上。 数据表中是否错误地描述了这一点?

    我没有发布输入噪声的图片、因为它位于示波器的本底噪声(大约300uVrms)上。 上一篇文章中的图片来自 VDD1电源输入。

    要确认,在更改输入电源后,这是否进一步清理了您的输入? 断开输入电源后、输出噪声是否消失? 不给输入供电时、输出是什么样子的? 如果您发现移除您的电源可以消除输出噪声、那么我们可能可以考虑更多 VDD1选项。 您是否查看过进入放大器的电源? 确保稳定且没有过大的噪声、因为这会影响输出噪声。 并联去耦电容器可以提供帮助。

    我刚刚更换了 Mornsun DC/DC 转换器(5mVrms 噪声、如初始 POST 中所示)、具有噪声更低的线性 PSU、噪声约为1mVrms、但这根本没有改变输出噪声、同样在短接 IC 的输入引线 VINP 和 VINN 时也是如此。 当我断开 VDD1引脚(因此输入级没有电源)时、输出信号处于示波器的本底噪声范围内。 因此、当没有输入 VDD1电压时、AMC1200会断开输出、或者噪声确实以某种方式来自输入。

    设备本身的本底噪声不应是源,但如果您将输入短路并看到本底噪声,则可以使用本底噪声。 为了降低产生的本底噪声、我们仍建议考虑您的电源设计和接地策略。  [/报价]

    300uVrms 的本底噪声可能足够低。 这只是我的振荡器的本底噪声、实际上它可能更低。

    其他注意事项可能是从输出到过滤的线迹有多长。 这是一个很长的路径、您从何处测量输出? VOUTN 上的输出对我来说很奇怪,几乎看起来像三个我很好奇的事件。

    如果此布线长度太长(可能为3cm)、尤其是我们具有差分传输、我会感到非常吃惊。

    如果您认为这可能是 AMC1200问题,您可以随时尝试用另一个 AMC1200替换设备,以确认错误是设备内部还是系统内部。  [/报价]

    我已经准备好了5个可供测试的电路板、所有电路板的行为完全相同

    编辑 :我现在还订购了 AMC1200EVM 板进行验证。 您是否具有该器件的 Altium 设计文件? 此外、在 EVM 中、看起来它们的底部也使用了 GND 平面(不确定它是否只是一个2层 PCB)。

    在 EVM 板中、看起来 GND 根本没有连接到 VINN 引脚、只是电容耦合:

    但在数据表中、它连接在一起了:

    [/quote][/quote]
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    好的、我拿到 EVM 板并进行了参考测量、看起来 AMC1200产生的噪声比我自己的评估板上产生的噪声还要多。 似乎这个传感器的噪声与我现在测量的噪声一样大。 我还使用了两种不同的示波器(不同环境中的一种手持设备)、结果完全相同。

    VOUTP:

    VOUTN:

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    您好、Hans、

    我去实验室测试了 AMC1200EVM、得到了以下结果:

    我将输入短接并使用5V 电源。 数学示波器是正输出上的 FFT、波形视图显示正负输出。 我们的测量结果表明、EVM 符合数据表规格。 我们在输入范围(100kHz)内没有看到任何噪声。  

    如果这些结果不符合您的规格、您可以尝试改用 AMC1300。  

    此致、

    评估

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    感谢您的测量结果