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[参考译文] REF2033:与使用 MCU 内部3V3参考相比、ADC 输出噪声非常大

Guru**** 2476715 points
Other Parts Discussed in Thread: TM4C1294KCPDT, REF2033

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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/687104/ref2033-very-noisy-adc-output-compared-to-using-mcu-internal-3v3-refrence

器件型号:REF2033
主题中讨论的其他器件:TM4C1294KCPDT

大家好、我们将 在  输出引脚5上捕获许多 PWM 脉冲 、并想知道 旁路 C104或 从  过孔提供 AGND 是否会导致较差的 PWM 噪声抑制?

请注意、  根据 MCU 数据表(TM4C1294KCPDT) ADC0电气规格、C57和 C52是与外部+VREF 一起使用时所必需的。  未组装 R169/150。

MCU 内部 VREF 可生成 干净的 ADC 样本、 GUI 范围小工具中不会出现任何12.5kHz PWM 尖峰。  如何改进 REF20333电路 以在引脚5上停止 PWM?  

提前感谢 您提出建设性的想法。

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    您好 BP101:

    PWM 尖峰的原因有很多。 您是否介意在两种情况下(内部与 REF2033)显示尖峰的一些示波器截图以及基准电压的截图。 如何捕获信号? 探头设置是获得准确读数的关键。

    短暂的上升时间与一些寄生 L 和 C 相结合会导致振荡。 对于某些 RC 滤波、您可以尝试在信号路径中添加更多的输出电容或添加串联电阻~Ω(22-330 Ω)。  

    我还看到您为提供3.3V 电压基准提供3.3V 电源。 由于 FB 存在轻微压降、REF2033不在建议的条件下。 我会尝试为 REF20XX 提供更大的电压、+5V 以确保安全。

    希望这对您有所帮助、

    Ethan

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    尊敬的 BP:

    REF2033的输入电压是否应不高于3.3V?

    Kai
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    数据表7.3 (ROC)并未对输入电压做出如此区分。 压降为(VREF +0.02 min)、VDD 实际为3v340、电流为井喷负载图28。
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    [引用 USER="Ethan ~]您可以尝试在信号路径中添加更多输出电容或添加串联电阻 Δ I (22-330 Ω)、以进行一些 RC 滤波。  [/报价]

    您是否暗示 要为输入引脚4增加电阻 ? 我们发现、如果   在 VREFA+信号路径中添加了任何串联电阻、则 ADC 440ua 最大电流会升高。

    [引用 USER="Ether than ]此外、我还看到您为提供3.3V 电压基准提供3.3V 电源。  由于 FB 略有压降、 REF2033 不在建议的条件范围内[/quot]

    FB 为50m Ω、但确实具有120 Ω 阻抗 @1MHz、我们考虑在该区域使用较低的电阻 FB。 在 任何时候使用 AGND 似乎都是一个真正的错误。  我们最近 将 ADC 切换为使用 DGND 而不是 AGND 源、这有助于降低  ADC 样本中的 PWM 噪声。

    似乎放置在输入上的0.1uF 旁路电容器 有助于 AGND PWM 信号 直接流入 REF2033输入。

    [报价用户="Ethan "]我会尝试为 REF20XX 提供更大的电压、+5V 的电压以保证安全。

    如果2033输出与 电源轨短路、3V3 MCU 引脚将立即达到5V 的电压、  这似乎是一个不明智的选择。    

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    尊敬的 BP:

    REF2033需要比 VREF+10mV 更多的输入电压才能正确调节。 查看数据表:线路调节额定值为 VREF+20mV、负载调节额定值为 VREF+0.6V。 大多数其他参数指定为 Vin=5V。

    您无法在 Vin = VREF +"压降电压"时运行 REF2033、因为此时稳压器已超出稳压范围。 这只是压降电压的定义。 此外、REF2033的输入和输出端是否有噪声? 在设计余量时也必须考虑到这一点。

    Kai

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    [引用用户="kai klaas69"] REF2033 需要比 VREF+10mV 更多的输入电压才能正确调节。[/引用]

    REF2033可很好地调节输入电压 、直到直流逆变器的 PWM 运行。 再次检查、 3V3 LDO (TPS73533DRVR)提供 REF2033 输入电源3.4v。

    输入实际为3.4v、线路调节 在最小7.3 ROC 表上约为140mv。 图 28从0mA 负载开始 、VREFA+输入最大值仅为440ua 、远低于该值。

    [引用 USER="kai klaas69"]和负载调节、即使在 VREF+0.6V 时也是如此。 大多数其他参数都指定为 Vin=5V。[/quot]

    根据   图28负载图、再次使用数据表电源输入电压7.3 ROC 说明最大5.5V 和最小 VREF +0.02v。  在 1mA 上升时、压降比0v 更具相对性 、 当然不是440ua 最大负载。

    [引用 USER="kai klaas69"]此外, REF2033的输入和输出端是否有任何噪声[/引用]

    同样、 正如示波器捕获在下面所示、只有当直流逆变器正在运行 PWM 时、这个问题才会像电影中的《光绘》那样发生。  如果未使用1.65v REF、REF2033或 C91的输入/输出上的电容值似乎错误?

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    下面是 PCB 布局(黄色框) 与图58几乎相同。   怀疑电容值高于5.4v 的峰值。 其中直流逆变器 PWM 频率在 测试期间可能介于12.5kHz 至40kHz 之间。 由于内部 MCU 基准产生的样本要干净得多、噪声比  为 VREFA+供电的 REF2033高1/2以上、因此建议的值是多少。 我们希望外部基准 能够产生更干净 的精密样本。

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    尊敬的 BP:

    直流逆变器、它是什么? 直流/直流开关? 还是电荷泵? 直流逆变器在何处汲取交流电流? 电压是多少? 示波器图的黄色曲线、在哪里测量?

    Kai
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    您好 Kai、

    直流电机驱动器由24V 直流开关供电。 直流逆变器 PCB 上的两个680uf 并联电解电容器、但也存在一些 PWM 噪声。 上面的捕捉位于 REF2033的输出上。 一个+5Vdc 降压开关为3V3 LDO 供电、它为 REF2033供电。
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    尊敬的 BP:

    我会尝试改进 REF2033输入端的滤波。 使用具有高谐振频率的10µ Ω 扼流圈、而不是 FB4。 取2µ2 Ω/X7R、而不是 C104。 为了抑制该 LC 滤波器的串联谐振并抑制振铃、请将该2µ2 Ω 电容器 A 10µ μ F/X7R 电容器并联、该电容器具有一个串联的2R2/0805电阻器。 10µ Ω 电容器和2R2电阻器形成缓冲器、这是必需的、因为不允许与10µH Ω 扼流圈串联阻尼电阻:

    Kai

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    仅使用10uH 扼流圈可能会改善输入噪声抑制。 但 C91的用途是什么、还是更糟、因为 Vbias 引脚1上没有负载?

    MCU 内部 VREF 如何没有任何大电容或电感器/缓冲器、且几乎没有任何采样噪声? REF2033是否未被设计为阻止 PWM 振荡通过接地平面反弹、因为它没有设计低通滤波器?

    更令人惊讶的是、地球上没有其他人向 TI 报告过此问题、因此工程师可以将某种内部低通滤波整合到 REF2033结构中或发布数据表警告。 我似乎是第一个说"嘿、这里发生了什么"的人。
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    尊敬的 BP:

    我知道你的意思... :-)

    嗯、我已经体验到、使用一个实心接地层和几乎无符号的每个输入和输出滤波有时是使电路正常工作的唯一方法。

    基准电压和稳压器之间存在巨大差异。 稳压器必须能够承受各种负载电流和输入纹波。 另一方面、基准电压通常会因输入纹波或动态负载电流最小而过大。

    Kai