[参考译文] TPS7A5401 -输出噪声问题

您好、Prathapa、

您首先应该做的是验证布局不允许开关噪声耦合到线性稳压器中。
请检查线性稳压器的回路是否位于线性稳压器正下方的层上。
线性稳压器下方的返回平面将充当电场屏蔽层、并防止噪声耦合到敏感节点。
尤其是反馈引脚、该引脚是线性稳压器上最敏感的引脚。

另请检查测量设置是否支持低噪声测量。
示波器探头不应具有较长的接地导线、可用作天线接收开关转换器的辐射发射。
示波器探针应远离开关转换器。
在示波器探针周围使用接地线圈将提供最佳测量。

谢谢、

斯蒂芬

这是 LDO 正下方的元件放置和接地层。 我们还怀疑开关稳压器耦合的噪声。 如果有来自开关电路的噪声解耦技术、请提出建议。 现有设计在 LDO TPS7A5401的输入侧采用铁氧体磁珠、在输出端采用 RC 滤波器。 下面的快照还显示了开关稳压器和 LDO 在实际电路板上的位置。

您好、Shrishail、

让我们回顾一下噪声耦合的来源、以帮助我们进行故障排除。  有4种类型：

使用共享阻抗的传导噪声。  开关的输出纹波就是一个示例。  该纹波使用布线或电源平面耦合到线性稳压器的输入端。 大多数工程师都认为这种噪声、通常采用无源 LC 滤波器来降低噪声。  

电容耦合噪声(也称为电场耦合)-这是指在易受影响的电路的相邻层上出现大振幅或快速斜坡时间 dV/dt 噪声时。  例如、高电压或高带宽开关转换器上的开关节点。  纠正这种情况的一种常见方法是在电路下方使用接地平面作为屏蔽层、您可以在此处使用。

3和4。 近场辐射发射和远场辐射发射。 在我们的案例中、有噪声的功率级磁性元件将发出电磁噪声、这会耦合到测量或附近的电子元件中。

在最初的陈述中、您说噪声正在放大、因此不太可能发生传导噪声耦合、因为稳定的 LDO 无法放大噪声。
一种可能性是噪声耦合到 LDO 的输出端、并通过 CFF 电容器反馈到 LDO 和反馈引脚。  您可以尝试移除 CFF 电容器并重新测量 LDO 输出、以查看噪声是否得到改善。

噪声看起来为1MHz、TPS7A54在该频率下应提供大约20dB 的衰减。  您的布局具有电场屏蔽(接地层)、因此这种情况也不太可能发生。  这让我得出结论、如果消除 CFF 不能改善这种情况、则最有可能通过近场发射进行噪声耦合、可能来自功率级磁体。  

我想删除作为噪声耦合源的测量技术。  您能否在示波器探针从远离开关转换器的一侧进入 PCB 的位置进行测量？  并使用接地线圈。  请参见下面的。

谢谢、

斯蒂芬