. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Potlačení šumu správnou filtrací zdroje
24. října 2016 - 5:14 | Pandatron | Potlačení šumu správnou filtrací zdroje | Komentářů: 0  

Potlačení šumu správnou filtrací zdroje

V praxi se můžeme často setkat s případem, kdy je i celá řada velmi citlivých analogových obvodů napájena pouze z jediného regulátoru, aniž by se zde konstruktér snažil jakkoliv řešit potlačení nežádoucího šumu a rušení.

V praxi se můžeme často setkat s případem, kdy je i celá řada velmi citlivých analogových obvodů napájena pouze z jediného regulátoru, aniž by se zde konstruktér snažil jakkoliv řešit potlačení nežádoucího šumu a rušení. Výsledkem takového přístupu bývá obvykle silná degradace parametrů celého systému. Na internetu lze dnes nalézt celou řadu osvědčených způsobů a aplikačních poznámek, popisujících vhodné techniky pro řešení tohoto problému. Jednou z nich je i aplikační poznámka AN4713 společnosti Maxim.

Každému konstruktérovi se za jeho praxi jistě stalo, že při návrhu kombinovaného digitálně/analogového systému narazil na problém s rušením. A co si budeme povídat, obvykle se problém projeví až v samotné závěrečné fázi projektu. Výkon analogového obvodu, například audio zesilovače, je kupříkladu ovlivněn vysokou úrovní šumu (rušení), pocházejícího z digitálních obvodů. S takovou situací se můžeme často setkat i v případě, kdy byly v průběhu návrhu přijaty všechny základní preventivní opatření (např. dostatečné oddělení analogových a digitálních obvodů, stínění, atd.). Častým zdroj problémů bývá v tom případě spojový bod napájecích zdrojů a je přitom lhostejné, že v systému byly použity samostatné lineární regulátory.

Již tradičně jsou audio zesilovače s velkým ziskem napájeny ze síťového rozvodu s frekvencí 50 či 60 Hz. Měřítkem účinnosti filtrace napájecího zdroje je hodnota PSRR - Power supply rejection ratio, která definována tak, aby tento právě tento problém řešila. PSRR je definován jako:

Hodnota PSRR je definována pro celé frekvenční pásmo, včetně 50/60Hz. Úroveň rušení z bodu rozvodu napájecího napětí lze kvantifikovat určením PSRR nad postiženým systémem a měřením rušení na rozvodu napájecího napětí.

Následující příklad ukazuje možnost odstranění rušení použitím vícenásobné filtrace. Na obr. 1 je uveden funkční celek schéma zapojení napájecího zdroje Voice-over-IP (VoIP) zařízení, sestávající z audio zesilovače pro hlasovou komunikaci a digitálního zdroje hodinového kmitočtu pro zobrazení času. Již ze samotného označení VoIP je jasné, že se jedná o systém napájený přes síť Ethernet. LED displej digitálních hodin je řízen pomocí obvodu MAX7221 – integrovaného budiče LED. Pronikavý zvuk může být z reproduktoru slyšen na vzdálenost i několika metrů, jinak jsou obvody pro přenos zvuku a řízení hodin kombinované.


Obr. 1: Uspořádání napájecího zdroje pro systém VoIP

Na výstupu +5V regulátoru typu MAX7221 je možné snadno změřit poměrně vysokou úroveň digitálního šumu a to v úrovni až 300mVšš se základní frekvencí cca. 12kHz. Toto rušení vychází z multiplexního řízení 4 číslic LED displeje. Použití samostatného obvodu pro napájení audio části a budiče LED je tedy podmínkou pro omezení přenosu rušení do obvodu zvukové části zařízení. Přesto byla malá úroveň rušení měřena i na vstupu 12V napájení audio systému.

Dolní propust (LPF) třetího řádu typu LC se používá k oddělení audio a digitální části napájecího zdroje, jak je vidět na obr. 2. Při použití 1mH indukčnosti a zvolení zlomové frekvence na hodnotu 1 kHz, se hodnota kondenzátoru vypočítá podle vzorce:

Jakmile byl tento obvod v systému aplikován, pronikavý šum prakticky zcela zmizel.


Obr. 2. Dodatečná filtrace LPF

Podobná technika oddělení a filtrace napájecích zdrojů mohou být aplikovány i v případě vysokofrekvenčních či senzorových a měřicích systémů. Především v případě rádiového vysílače bývá produkovaná úroveň rušení často degradujícím faktorem pro přijímač. V případě systému analogových snímačů či obvodů CMOS snímače fotoaparátu bývá nejčastějším zdrojem problémů rušení od digitálních obvodů. Frekvenční filtr by měl být v každém případě navržen tak, aby potlačil rušení z obvodu vysílače či digitálních obvodů systému.

Více informací k tématu filtrace napájecích zdrojů citlivých obvodů lze nalézt v aplikační poznámce AN4713 - Eliminate Noise Through Proper Supply Bypass Filtering či následujících odkazech.

Odkazy & Download:
Domovská stránka výrobce obvodů
Přehled distributorů

Eliminate Noise Through Proper Supply Bypass Filtering
MAX7221 - Serially Interfaced, 8-Digit, LED Display Drivers
Power Supply Noise Reduction
Filtering Techniques: Isolating Analog and Digital Power Supplies







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
WIZ110SR - RS232
Převodník TCP/IP <-> RS232 s konektory RJ45 i D-Sub
Skladem od 730 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007