ปัญหาเสียงรบกวนด้วยตัวควบคุม Buck / Boost Switching

ฉันกำลังออกแบบอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับโครงการวิจัย (ฉันเป็นนักศึกษาปริญญาเอก แต่น่าเสียดายที่ไม่ใช่ EE!) ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์สามารถพบได้ที่http://iridia.ulb.ac.be/supp/IridiaSupp2012-002/

ต้นแบบสุดท้ายมีปัญหากับแหล่งจ่ายไฟและดังนั้นฉันจึงพยายามที่จะเอาชนะปัญหาด้วยการออกแบบใหม่และดีกว่า เนื่องจากอุปกรณ์ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฉันจึงตัดสินใจใช้ตัวควบคุมการสลับ LTC3536 buck / boost: http://cds.linear.com/docs/en/datsheet/3536fa.pdf

โดยทั่วไปฉันใช้การอ้างอิง (หน้า 1 ของแผ่นข้อมูล) สำหรับแหล่งจ่ายไฟ 1A / 3.3V ตามที่เห็นที่นี่: _{(ที่มา: ulb.ac.be )}

มีระนาบกราวด์แยกกันสามแบบ: PGND, มาจากแบตเตอรี่, GND, กราวด์ปกติ, และ AGND สำหรับเซ็นเซอร์อะนาล็อก ฯลฯ

นี่คือบอร์ดตามที่ฉันออกแบบในอีเกิ้ล ฉันสังเกตเห็นความเบี่ยงเบนบางอย่างจากการออกแบบอ้างอิงเช่น C3 และ C4 ควรอยู่ใกล้ LTC (U3) มาก: _{(ที่มา: ulb.ac.be )}

นี่คือผลลัพธ์ที่ฉันเห็นใน VCC (มีหรือไม่มีโหลด Vin = 4.7V) อย่างที่คุณเห็น Vpp มีขนาดใหญ่มาก! มันเล็กกว่าสำหรับ Vin <4.3V แต่ก็ยังค่อนข้างมาก _{(ที่มา: ulb.ac.be )}

ฉันทำการทดลองและข้อผิดพลาดเล็กน้อยโดยการย้าย C3 และ C2 ใกล้กับ LTC และเพิ่มอีก 1 ,F cap เป็น C7 มันไม่ได้ช่วยอะไรมาก ฉันเปลี่ยน C7 เป็น 220µF แทนที่จะเป็น 22µF ที่กล่าวถึงในแผ่นข้อมูล ด้วยวิธีนี้ Vpp คือ ~ 200mV นี่เป็นสิ่งที่ดีกว่ามาก แต่ก็ยังห่างไกลจากสิ่งที่ระบุไว้ในแผ่นข้อมูล นอกจากนี้เป็นกรณีเฉพาะสำหรับ Vin> 4.3V เท่านั้น ต่ำกว่าขีด จำกัด Vpp นี้ยังคงเกิน 2V ฉันเดาว่ามันเป็นการเพิ่มกับกฎข้อบังคับที่ทำให้มีการเปลี่ยนแปลง แต่ฉันไม่เห็นว่าฉันจะแก้ไขได้อย่างไร

ตอนนี้คำถาม:

1. ฉันสงสัยว่าถ้าฉันทำผิดที่เห็นได้ชัดเจนกับตาที่ผ่านการฝึกอบรมแล้วหรือไม่
2. ทำไม Vpp จึงมีขนาดใหญ่มากเมื่อเสียงรบกวนในแผ่นข้อมูลมีเพียง 40mV?
3. มีวิธีอื่นในการแก้ไขปัญหานี้นอกเหนือจากการสุ่มวางตัวเก็บประจุเอาท์พุทที่แตกต่างกันหรือไม่?

ฉันคิดว่าคุณจะมีปัญหากับเค้าโครงของคุณ C3 / C4 จะต้องใกล้ชิดกับขาที่ 1 (แก้ไขนี้ควรอ่าน pins8 / 9 ไม่ PIN1) เมื่อฉันพูดใกล้ชิดฉันหมายถึงการมีชีวิตอยู่กับมัน! Ditto C7 - จำเป็นต้องตั้งค่ายที่ขา 7 ตอนนี้ฉันไม่เคยใช้ส่วนนี้มาก่อน แต่นี่เป็นขั้นตอนมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้

คิดถึงพัลส์ปัจจุบันที่ไหลจากพิน 7 ถึง C7 และความยาวของแทร็กระหว่างมันกับ IC - อาจเป็น 20nH ของแทร็ก

ผลตอบแทนภาคพื้นดินของ C7 - มันจะไปไหน มันกำลังย้อนกลับไปที่พินกราวด์ผิด (สัญญาณกราวด์) พื้นดินของ C7 ควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับหมุดที่ 5 และ 13 ให้มากที่สุดโดยไม่ละเมิดกฎหมายการละเมิด และนี่ควรเป็นจุดดาวของคุณสำหรับการปิดสัญญาณกราวด์ สัญญาณกราวด์ควรไปที่ส่วนประกอบความคิดเห็นของคุณและไม่ผ่านการโหลดใด ๆ หรือ C7 ปัจจุบันเลย

ฉันจะปฏิเสธการทดสอบ PCB นี้ถ้ามันมอบให้ฉัน ขออภัยที่ถูกกระทันหัน แต่สิ่งเหล่านี้เป็นกฎทองของวงจรสวิตชิ่ง: -