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[参考译文] INA333:无输入时的96Hz 正弦噪声

Guru**** 2390340 points
Other Parts Discussed in Thread: INA333
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/1431313/ina333-96hz-sine-noise-without-input

器件型号:INA333

工具与软件:

您好!

我在我设计的简单 PCB 上遇到了一个无法解决的问题、并将其连接到帖子上。 这是 MEMS 麦克风的放大器板、但即使没有任何输入并断开麦克风 PCB、我也有大约10mV rms 的96kHz 理想正弦噪声。 当我在 TLT 板上复制同一个板时、如果没有 LDO、我就不会有问题了。 我曾尝试在输出端串联添加一个电阻器、在采集之前添加另一个低通电阻器等、但未发生任何变化。  

它是接地环路吗? 这是我的第一个 PCB、因此我很难直观地识别它、因此我也附加了一个 PCB 原理图。  

连接到采集板是用微型 USB B 做的,我知道它不是为模拟信号设计的,但我需要一个便宜的小连接,很多电缆,我希望这不是问题。

Ampli:INA333AIDGKR

LDO: TPS76325QDBVRG4Q1和 TPS72325DBVR

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    Giovanni、

    [报价用户 id="628961" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1431313/ina333-96hz-sine-noise-without-input "]当我在该板上复制同一个板但没有 LDO 时、我不存在问题。

    这是 INA333配置的线性工作范围。  

    仿真如下:

    e2e.ti.com/.../0317.INA333-Current-Sensing-09252024.TSC

    我猜、96kHz 噪声可能会通过 USB 端口的 LDO 耦合。 您的 LDO 没有足够的 PSRR 来滤除100kHz 开关噪声、而 INA333也无法有效地衰减100kHz 噪声。  

    [quote userid="628961" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1431313/ina333-96hz-sine-noise-without-input LDOs: TPS76325QDBVRG4Q1和 TPS72325DBVR

    对于 LDO、PSRR 在100kHz 时不会优于20dB。 因此、100kHz 开关噪声将显著衰减。  

    一种方法是滤除+/-2.5VDC 或+/-5VDC   电源轨的纹波噪声。 您可以尝试使用双 RC 滤波器来消除开关噪声。  

    e2e.ti.com/.../RC-Ripple-Noise-Filter-10292024.TSC

    或者、将一些低 ESR MLCC 10uF 电容器放置在以下节点中。  

    请告诉我这是否可以解决您的问题。  

    BTW、您可能需要在 INA333 IA 前面放置差分和共模滤波器。  

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    此致!

    Raymond

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    Giovanni、

    请查看我们的 LM2776正负电源轨电荷泵。 VCC 是低噪声的 USB 稳压器。 因此、您应该使用 Vcc 电源轨来生成-2.5VDC 或类似电压。  

    您也可以使用5Vdc 驱动 INA333、但您需要稍微更改电路(因为您已经拥有 PCB)。   

    https://www.ti.com/lit/ta /sszt970/sszt970.pdf?ts = 1730208766996

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    此致!

    Raymond

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    您好,谢谢提示,这里是我到目前为止尝试的总结.

    • C2和 C3以及 C7和 C1已是低 ESR 电容器。 图片中以浅蓝色显示的低通通过引入新模式实际上会增加噪声级别。
    • 如果我移除 R1、R2、C8和 C9、 噪声会更小、但 FFT 中仍为峰值。  
    • 如果我完全移除 USB 连接器、并通过导线连接电源和输出、我将完全消除噪声。 是的、一定程度上、噪声来自 USB 插座与 PCB 的交互。  
    • 我划伤了+-5V 的轨道以将它们从 USB 连接器上断开、然后通过电线连接它们。 但是、当 USB 插座就位、输出和 GND 通过 USB 电缆连接时、噪声仍然存在。  

    我将提供更多详细信息来解释设计、并询问您可以在插座选择中修改哪些内容(如果必须的话)。  

    我使用 USB B 是因为我需要一些小尺寸(最大10mm)且便宜的东西、可以通过便宜的屏蔽电缆连接。 USB 或插孔电缆非常适合这种情况、但它们不是标准配置。 如果我按照您的建议使用正极到负极电荷泵、我可以使用一个3引脚连接器、这将增加我想象中的可用选项数量。

    模拟器件是否有更标准的选择、这些器件是小型、廉价、屏蔽且稳定可靠?

    最后一点:我有一些可以测试的 PCB、所以如果我需要通过刮擦等方式牺牲其中一些 PCB、这就不是什么大问题了

    此致!  

    Giovanni  

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     Giovanni、您好!

    请为 INA333 IAS 提供+2.5VDC 和-2.5VDC 纹波电压、然后让我知道。 这是设计的噪声源。 /-2.5VDC 电源的纹波噪声振幅应只有几 mV、并且具有低频噪声。   

    要衰减 USB 电源的开关噪声、您需要在< 100Hz 处放置 LPF 滤波器(-20dB/dec)。 RC 滤波器中最好以-40dB/dec 滚降。  

    您的低 ESR 电容器还不够低。 在电荷泵的电源轨之前、您可能需要使用具有 ESR <2 -5mΩ 范围+ RC 滤波器的 MLCC、甚至可能在之后、具体取决于纹波电压幅度。  

    将模拟 GND 端接至已知的 GND 或接地 GND、而不是"悬空"GND。  

    请告诉我这些数据、我将尝试找出如何改进设计。  

    此致!

    Raymond

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     Giovanni、您好!

    我想你的问题已经解决。 我将关闭该查询。  

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    此致!

    Raymond

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    尊敬的 Raymond:

    我用同样的设计组装了更多的 PCB、显然噪声的幅值取决于焊接。 峰值始终出现在约96-100kHz 处、但如果使用更干净的焊接工艺、我可以减少和消除噪声。  

    总之、由于噪声降低到50 μ V 左右、我将保持这样的设计。  

    我接下来将尝试使用电荷泵进行设计、我会告诉您。 在该设计中、我可以使用3.5mm 插孔等3引脚连接器;它更适合模拟信号吗?

    此致、

    Giovanni  

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     Giovanni、您好!

    我组装了更多采用相同设计的 PCB、噪声幅度显然取决于焊接情况。 [报价]

    这看起来也可能是焊接问题。 请在焊接完成后清洁 PCB。 我们使用超声波清洗器来清洁这些 PCB 板。 在家里、使用肥皂、水和软头牙刷清洁表面、然后在露天环境中干燥或用低压力压缩空气吹出多余的水。  

    [报价 userid="628961" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1431313/ina333-96hz-sine-noise-without-input/5498286 #5498286"]接下来我将尝试使用电荷泵进行设计、我将告诉您。 在该设计中、我可以使用像3.5mm 插孔这样的3引脚连接器;它更适合模拟信号吗?

    电荷泵是更好的选择。 D 节点是数字开关节点、包含许多开关谐波噪声。 即使使用电荷泵、您仍需要注意耦合开关噪声。 使用 LPF 和低 ESR 电容器来消除纹波噪声。

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    此致!

    Raymond