[参考译文] TPSM82864A：VIN 噪声

在上面的示波器屏幕截图中、3V3 TPSM 已被禁用。 其余(有效) TPSMs 用于1V2和1V0。 1V8是可拾取噪声的 TPS82130。 1V0显示了相应的 TPSM 输出、1V2_SW 显示了1V2 TPSM 的 SW 节点(当此 TPSM 真正切换时、从输出波形中并没有那么清晰)。 光标窗口不显示任何特定内容。

您好、

感谢您分享波形。

当没有其他示波器通道连接到任何位置时、纹波/噪声看起来如何？  来自 SW 的噪声会在示波器的通道之间耦合。

在多个电源转换器共享相同输入电压的许多系统中、每个开关的输入端通常使用铁氧体磁珠、这样它们之一产生的噪声就不会出现在共享输入总线上。

输入和输出的噪声也可能通过 PCB 布局耦合。

您能分享一下布局吗？  我们可以检查是否存在此类耦合路径、以及是否有合适的位置来添加铁氧体磁珠。

谢谢、

Chris

您好、Chris、

只有一个示波器通道处于活动状态并连接状态时、噪声保持不变。

是的、我们应该在输入端添加一些铁氧体磁珠。 我想我们无关紧要、因为这里没有"模拟"功能(无 ADC、DAC)。 但是、这是出乎意料的情况(TPSM 对我们来说是一款新器件)、现在人们担心的是 PLL 和整体 EMI。

是的、我可以与 TI 分享布局。 但是、您能否为布局数据提供一种"直接联系"？ 什么格式？ 光绘？

谢谢、

感谢您的确认。

您应该能够单击我的姓名或单击右上角的聊天泡泡开始与我的"对话"。  这是一个专用消息通道。

我可以查看大多数原本格式的 PCB 文件(Altium、Cadence 等)。  您正在使用什么工具？

Chris

...这是一个 Zuken (经典) Cadstar PCB 设计。 您有这个的查看器吗？

不、我不熟悉这个设计。

您是否可以发送每个图层和/或屏幕截图的 PDF？

Chris

你好克里斯,我已经添加了更多的信息在一个私人的测量. 感谢您的观看。

感谢您发送。

另一个 TPS82130 (靠近 TPSM82866 /与之相邻)是否显示任何噪声/问题？  TPSM82866s 的 Vout 平面与 TPS82130的 Vin 平面直接相邻。

是的、公共5Vin 平面与第6层上的2个输出平面相邻。  因此、噪声可能会耦合到那里。

是否可以运行此测试？  将 Vin 平面切割到有问题的 TPS82130、即电容器和过孔之间。  然后、使用独立的实验室电源为电容器提供5V 电压。  输出上的噪声是否仍然存在？

您还可以尝试通过铁氧体磁珠从电路板上的5V 电压为该电容器供电、以消除该电源轨上的电路板噪声。

Chris

您好、Chris、

另一个 TPS82130 (1V8 TPS 和1V0 TPSM 之间)未安装/组装。

根据建议、我们已从该顶层平面上的(两个) VCC 平面过孔切断1V8 TPS82130 VIN 引脚和 CIN 焊盘、并将专用5V 直流电源直接连接到 CIN。
我们获得以下结果(TPS82130始终处于 PSM 模式)：

情形(1) 1V8 VIN 和 EN 开启(来自专用5V 电源)、主 VCC (TPSM 1V0 VIN 和1V2 VIN)关闭
>>我们在1V0 VOUT 上没有看到电平或噪声(按预期)、我们在1V8 VOUT 上看到典型纹波(大约20mVpp)、以及1V8 VIN 上的一些开关噪声(不来自 R&S 实验室直流电源、但似乎与1V8 TPS82130自己的开关相对应)。

案例(2) 1V8 VIN 和 EN 开启(来自专用5V 电源)、主 VCC (TPSM 1V0 VIN 和1V2 VIN)开启
>>我们看到1V0 VOUT 上的典型纹波、我们可以看到1V8 VOUT 上的高开关噪声(似乎仅如此)、以及1V8 VIN 上的 TPS82130自身开关噪声(低频率)。 我们肯定会在1V8 VOUT 上看到开关噪声峰值、而1V8 VIN 未显示(非常安静)。

案例(3) 1V8 VIN 和 EN 关闭(来自专用5V 电源)、主 VCC (TPSM 1V0 VIN 和1V2 VIN) on >>
我们看到1V0 VOUT 上的典型纹波、我们在1V8 VIN 上没有电平或噪声、我们在1V8 VOUT 上看到高开关噪声。

因此、TPSM V_IN/I_IN 噪声(板载 VCC 5V)似乎耦合到1V8 VOUT (而不是1V8 VIN)。

不确定是由于高电流差值(在主 VCC 上)、还是由于 SW 焊盘上的快速5V 差值电压。

可能会在 L6 (相对窄的 Vcc 通道)和 L7 (1V8)重叠区域之间产生耦合、如图中所示？ 但这只会"解释" 1V2_I_IN 和1V8 VOUT 之间的耦合、而不是1V0_I_IN 之间的耦合(1V0 TPSM 位于1V8 TPS82130的右侧、主 VCC 从 PCB 的右侧进入)？

感谢您运行该测试。

是的、这些平面重叠时、噪声可以从5Vin 耦合到1.8Vout。  为了测试该理论、您可以切断1V0 TPSM 的 Vin 上的过孔、并向该 Vin 施加外部5V 电压。  这将从内部 VIN 平面中消除 TPSM 的噪声。

设计中的所有稳压器是否共享一个位于第6层的5Vin 公共平面？  我以为是这样的。  我不理解您的评论： 但这只会"解释" 1V2_I_IN 和1V8 VOUT 之间的耦合、而不是1V0_I_IN 之间的耦合

Chris

...好的,我会尝试额外的测试。

正确、所有板载 PS 都具有相同的+5V Vin、并且 L6上有平面区域。 我的评论是、因为我不确定根本原因。 如果这是由于 L7平面区域之间的电压(高频噪声)耦合与 L6上的5V VIN 平面段重叠(例如、由于相邻的"100u 间隙"平面上的平面区域用作电容器)、请忽略我的评论。 在评论中、我想到了 TPSM Vin 输入上的快速输入电流变化、在 L6上相对较窄的5V"通道"中具有高电流密度(请参阅上图中的标记)、这些变化会在 L7平面区域感应电压。 但是、只有1V2 TPSM 位于图中所示的5V 平面"瓶颈"的左侧。 因此、我认为这不会解释1V0 TPSM 对1V8噪声的影响、因为 TPSM 位于 L6上5V "瓶颈"的右侧(=主源极)、并且不会通过"瓶颈"发送任何电流。

...只是一个更新:我现在已经切割了5V 平面过孔从 CIN/VIN 顶部子平面在 TPSMs 和添加了一个铁链(现在,最接近的手)之间。  现在看起来更好(目前只有 TPS 自有的且1V8上的开关噪声低得多)。 很可能、我们会将这些添加到批量生产中。

我们可以对布局中的 TPSM VIN/PGND <>CIN 连接有任何改进吗？ 我的意思是、我们能否做得更好、以便首先降低来自 TPSMs 的 VIN 开关噪声(即使没有铁氧体磁珠)？ 我认为、当前的 CIN 到 VIN/PGND 实现看起来几乎不可能实现。 可能选择 CIN 电容器？

很棒！  很高兴我们知道原因是什么,至少。

是的、您可以尝试使用位于器件旁边的另一个小外壳尺寸、小值 Cin、看看这会如何影响其他电源轨上的噪声。

我建议先使用允许使用的最小外壳尺寸(0,402,0201或更小)、因为这些器件的 ESL 更小。  在500 MHz 附近具有最低阻抗的典型值为1000pF 及以下。  您可以使用频谱分析仪查看另一轨上出现的频率、但我猜它位于~500 MHz 区域。

此外、您将哪个器件型号用于 Cin？  我不相信我曾经检查过。

谢谢、

Chris

Chris、当前使用的器件是 CL31A226KAHNNN (22uF 10% 25V X5R 1206)(作为每个 TPSM 上的单个 C_IN)。

谢谢。

应该有助于使用外壳尺寸更小的电容器、例如0805或0603。  以下是三星的2个选项,在 Digikey 上有库存:

CL21A226MAYNNE

CL10A226MP8NUNE

Chris