बिजली की आपूर्ति शोर

Question

एक अच्छा सभ्य बिजली आपूर्ति शोर क्या है?

मुझे दो मामलों का विस्तार करने दें, मेरे पास एक बेंच टॉप पीएसयू है, मैंने एसी कपलिंग में अपना स्कोप रखा है और रिपल को देखो यह 20mV के आसपास है। क्या यह एक सभ्य पीएसयू के लिए एक अच्छी संख्या है? (मैं एग्लॉग सर्किट से फ़िदा हूं इसलिए 20mV शोर बड़ी बात है)

दूसरा मामला मेरे बोर्ड के नियामक का है, मेरे पास एक बूस्टर है जो 2V से 5V लेता है। मैं 5V को बिना किसी भार के देखता हूं और मुझे 7mV तरंग (आरी) दिखाई देती है। क्या यह सामान्य है? मेरे पास सभी डिकूपिंग कैप हैं, इसलिए मुझे विशेष रूप से एक सभ्य भार के बिना बहुत कम उम्मीद होगी।

बोनस प्रश्न, बिजली आपूर्ति के शोर को मापने का सबसे अच्छा तरीका क्या है? मैं विशेष रूप से इस तरह के रूप में छोटे धाराओं के साथ लगता है, एक जांच के साथ छूने से अधिक होना चाहिए?

Comments

आपका आस्टसीलस्कप कैसे संचालित होता है? क्या यह उसी मैदान / मैदान की पट्टी पर है? क्या आपने बैटरी संचालित, अस्थायी आस्टसीलस्कप के साथ मापने की कोशिश की?

मैं पूछ रहा हूं, क्योंकि गुंजाइश आपको शोर पढ़ने दे सकती है यदि जांच का समय बहुत लंबा है आदि। बॉब पीज़ ने राष्ट्रीय पढ़ने की गुंजाइश के बारे में अच्छा लेख दिया है। बकवास /Story/0,1562,18,00.html और पहली बात मैं कोशिश है कि आपूर्ति बंद कर दी जाए (कुछ भी नहीं घटाया जाए) और देखें कि क्या गुंजाइश अभी भी 20 mV तरंग दिखाती है।

जिन दो बिंदुओं का मैंने यहां उल्लेख नहीं किया है, वे हैं: - अपेक्षित लोड की शर्तों के तहत वोल्टेज तरंग को मापें (उदाहरण के लिए यदि आप 100 एमए आकर्षित करने की उम्मीद करते हैं, तो बिजली आपूर्ति / नियामक से उस मौजूदा ड्रा पर तरंग को मापें) - एक के साथ मापें गुंजाइश जो 1M प्रतिबाधा पर सेट की गई है , न कि 50 , क्योंकि यह आपके परिणामों को कम विकृत करेगी। $\Omega$$\Omega$

— जोएल बी

@ लॉकेट सर्जन, पूरी तरह से ओटी लेकिन रिप बॉब पीज: en.wikipedia.org/wiki/bus_Pease#Death मुझे उम्मीद है कि उसका सामान हमेशा के लिए इंटरनेट पर रहता है।

— मार्क रैनसम

Answer 1

बेशक "सभ्य" बिजली की आपूर्ति के शोर का कोई एक ही जवाब नहीं है। यह पूछने की तरह है कि एक सभ्य कार हमें बताए बिना है कि क्या यह एक रेसट्रैक या बैक कंट्री गंदगी सड़कों के आसपास ड्राइविंग के लिए है।

आपके द्वारा उल्लेखित मूल्य सभ्य हैं या नहीं, इस बात पर निर्भर करता है कि उस पावर रेल का उपयोग कैसे किया जाएगा। क्या आप वास्तव में पूछ रहे हैं कि बिजली की आपूर्ति के दृष्टिकोण से सिर्फ यह है कि ये मूल्य उचित लगते हैं या नहीं। एक सामान्य बेंच शीर्ष आपूर्ति के लिए 20mV मेरे लिए काफी उचित लगता है, और इसलिए ऑन-बोर्ड बूस्टर कनवर्टर के लिए 7mV करता है (वास्तव में उनमें से बहुत की तुलना में वास्तव में काफी अच्छा है)।

हालाँकि, आपके सर्किट में एक अलग राय हो सकती है। यदि 5 वी की आपूर्ति सिर्फ डिजिटल सर्किटरी को शक्ति प्रदान कर रही है, तो यह बहुत साफ है जितना कि इसे होना चाहिए। यहां तक ​​कि 100 एमवीपी लहर भी सहनीय होगी।

यदि आप संवेदनशील एनालॉग सर्किटरी को पावर कर रहे हैं, तो 7mV बड़ी हो सकती है। उस स्थिति में तरंग की आवृत्ति भी मायने रखती है। अधिकांश एनालॉग आईसी में बिजली की आपूर्ति अस्वीकृति कल्पना है। बिजली आपूर्ति वोल्टेज से कुछ हद तक स्वतंत्र रूप से अपना संचालन करने के लिए आईसी में सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स है। हालांकि, कि इलेक्ट्रॉनिक्स केवल कुछ आवृत्ति तक शोर पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं। निर्दिष्ट बिजली आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात प्राप्त करने के लिए आवृत्ति आवश्यकताओं को शायद ही कभी निर्दिष्ट किया जाता है। फेराइट बीड या छोटे चिप इंसट्रक्टर को लगाने के लिए यह एक अच्छा अभ्यास है, इसके बाद सिरेमिक के कैप को एनालॉग पार्ट्स की पावर लीड पर रखा जाता है। यह शोर की उच्च आवृत्तियों को आकर्षित करेगा, शेष कम आवृत्तियों के साथ सीमा में उम्मीद है कि भाग सक्रिय रूप से संभाल और अस्वीकार कर सकता है।

कुछ हिस्से दूसरों की तुलना में इसके लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। पहली बार जब मैंने फ़्रीस्केल मल्टी-एक्सिस एक्सेलेरोमीटर का उपयोग किया तो आउटपुट पर बहुत शोर था। बिजली की आपूर्ति का शोर वास्तव में आउटपुट पर बढ़ा हुआ लग रहा था। बिजली के नेतृत्व पर टोपी के साथ श्रृंखला में उपरोक्त चिप प्रारंभ करनेवाला को जोड़ने से आउटपुट सिग्नल को साफ करने में बहुत मदद मिली।

आपके अंतिम प्रश्न का उत्तर देने के लिए, बिजली की आपूर्ति के शोर को देखने का सामान्य तरीका वही है जो आपने किया था। एसी जोड़ी गुंजाइश इनपुट, लाभ को क्रैंक करें, और परिणामी गड़बड़ी के आकार को देखें।

Comments

फिर उन बिजली "डिजिटल" सर्किट में एडीसी जैसे 100mVpp शोर बिजली की आपूर्ति होती है और उन्हें लगता है कि वे 16 बिट्स सटीक खींच सकते हैं और मान सकते हैं कि कोई भी शोर लाइन पर है। मेरे पास पहले भी एक्सीलरोमीटर वाले मुद्दे रहे हैं। शोर की एक बड़ी मात्रा को हटाने से पहले इसे फोम के लिए माउंट करना पड़ा।

— कोरटुक

यह दिलचस्प होगा कि अगर किसी ने सफेद शोर पर चर्चा करने में समय बिताया और जैसे कि यह एक विशिष्ट आवृत्ति फ़िल्टरिंग का 100mVpp है, अगर यह सफेद शोर है, तो यह एक अलग जानवर है।

— कोरटुक

@ कोरटुक: मैं जिस फ़िल्टरिंग का उल्लेख कर रहा था, वह सभी शोर से छुटकारा पाने के लिए नहीं था, बल्कि उच्च आवृत्तियों से छुटकारा पाने के लिए था, ताकि जो बचा हो वह आईसी की बिजली आपूर्ति अस्वीकृति क्षमता से निपटा जा सके। इसलिए सफेद शोर से बहुत फर्क नहीं पड़ता। फ़िल्टर उच्च आवृत्तियों को बाहर निकालता है और सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स बाकी के साथ काम करता है।

— ओलिन लेट्रोप

आपने मुझसे पहले ही अपना +1 प्राप्त कर लिया। मैं पहले से ही शानदार जवाब के लिए अतिरिक्त जानकारी जोड़ने के लिए टिप्पणियों का उपयोग करने की कोशिश करता हूं। मैंने सोचा कि यह दिलचस्प होगा यदि आपको कुछ विस्तार से समझाया जाए कि विभिन्न प्रकार के शोर को कैसे बताया जाए और वे इसका क्या मतलब निकाल सकते हैं। या बस समझाएं कि क्या 100mVpp एक आवृत्ति है जो किसी समस्या का संकेत है।

— कोर्तुक

Answer 2

मैंने पहले एक बेहद कम-शक्ति वाले पीएसयू को डिजाइन किया था, इसलिए मुझे एक प्रस्तुति के लिए बनाया गया एक ग्राफ साझा करने दें जहां मैंने विभिन्न सार्वजनिक उपक्रमों के शोरगुल में अंतर को रेखांकित किया। ग्राफ डीसी से 50 kHz तक आवृत्ति के कार्य के रूप में लॉगरिदमिक नॉवेल को दिखाता है। मुझे याद नहीं है कि Y- अक्ष पर पैमाने कैसे ऑफसेट हैं, लेकिन आप विवरण से इसका सामान्य विवरण प्राप्त कर सकते हैं:

• लाल वक्र: एक विशिष्ट डिजिटल उत्पाद की 3.3v आपूर्ति (उपयोग के तहत) का प्रतिनिधित्व करते हुए, यह आपके 10 mV रेंज के शोर में था जो मुझे याद है
• बैंगनी वक्र: विशिष्ट दीवार-मस्सा प्लस कम शोर 5.6V एलडीओ
• ब्लू वक्र: उपरोक्त प्लस 5 वी का एक और नियामक
• काला वक्र: मेरा पीएसयू डिज़ाइन, जिसमें लगभग 1-3 uV शोर था

इसलिए आपके द्वारा किए जाने वाले फ़िल्टरिंग और डिज़ाइन की मात्रा के आधार पर, PSU शोर परिमाण के 4 आदेशों से भिन्न हो सकता है! एक बेंच-टॉप पीएसयू से आपका 20 एमवी काफी अच्छा है और मुझे लगता है कि मानक (ऑसिस्कोस्कोप जांच शोर के लिए नीचे केवेट देखें)।

सामान्य ऑसिलोस्कोप 10 एमवी से नीचे किसी भी काम के लिए बहुत अधिक बेकार हैं, वैसे। आप किसी उपयोगी निष्कर्ष निकालने के लिए शोर के फूरियर-ट्रांसफॉर्मेशन (वर्णक्रमीय सामग्री) को भी देखना चाहते हैं। बेशक अगर आप किसी बड़ी लहर या अस्थिरता की तरह कुछ सरल देखते हैं तो यह एक अच्छी शुरुआत है लेकिन अक्सर शोर स्पष्ट नहीं होता है।

समर्पित स्पेक्ट्रम-एनालाइजर जाने का रास्ता है, लेकिन आम तौर पर वे आरएफ उपयोग के लिए होते हैं और 100 केएचजेड से 5 गीगाहर्ट्ज तक कुछ करते हैं - बहुत दिलचस्प नहीं है यदि आप एक एनालॉग ऑडियो एम्पलीफायर उदाहरण के लिए डिबगिंग कर रहे हैं। कुछ पुराने मॉडल डीसी से 100 kHz कहते हैं।

आपको एक (सामान्य) आस्टसीलस्कप जांच की तुलना में कुछ और करके माप बिंदु को युगल करने की आवश्यकता है। आप आसानी से जांच से ग्राउंड-लूप द्वारा शोर के दर्जनों एमवी जोड़ते हैं। एक एकीकृत पृथ्वी-सीसा वाले प्रोब का उपयोग किया जा सकता है लेकिन सबसे अच्छा आपके पीसीबी से एक समर्पित समाक्षीय कनेक्टर और केबल है।

Answer 3

अधिकांश स्विचिंग बिजली की आपूर्ति, जो कि मैं अधिकतम डीसी-टू-पीक तरंग के रूप में रेटेड डीसी आउटपुट के 1% निर्दिष्ट पर डिजाइन के साथ शामिल किया गया है; 5V रेल के लिए 50 mV, 12V रेल के लिए 120 mV इत्यादि।

रैखिक आपूर्ति बहुत कम शोर करती है, क्योंकि आउटपुट पर कोई एचएफ स्विचिंग तरंग घटक नहीं है।

स्विचिंग पावर सप्लाई रेल के लिए कई एलसी फिल्टर चरणों का होना, या अतिरिक्त-कम तरंग की जरूरत पड़ने पर एक रैखिक नियामक चरण को फीड करना असामान्य नहीं है।

तरंग माप अपने आप में एक कला है। आपको सामान्य-मोड शोर को न उठाने के उपाय करने होंगे। अक्सर, माप के लिए उपयोग किए जाने वाले ऑसिलोस्कोप को कम बैंडविड्थ (20 मेगाहर्ट्ज आम) पर सेट किया जाता है और कैपेसिटर का उपयोग 'एक्सट्रॉनिक' एचएफ से छुटकारा पाने के लिए किया जाता है (स्विचिंग लहर और लाइन आवृत्ति घटकों को दृष्टिगत रखते हुए) - 10uF के समानांतर 100nF नहीं है अनसुना। कभी-कभी, एक रोकनेवाला लोड (कैपेसिटर के साथ) के रूप में उपयोग किया जाता है और गुंजाइश का कनेक्शन एक परिरक्षित समाक्षीय केबल के साथ बनाया जाता है।$50\Omega$

Answer 4

वे बिजली की आपूर्ति लाइन पर सामान्य शोर के स्तर की तरह दिखते हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि आपके एनालॉग सिग्नल पर आपके पास उतना शोर है। विद्युत आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात PSRR वह कारक है जो बताता है कि सिग्नल पर एक बिजली की आपूर्ति का शोर कितना अधिक होता है, उदाहरण के लिए एक opamp डेटा शीट में।

Answer 5

दो बेंचटॉप PSUs के लिए डेटाशीट्स मैं 20-30 हर्ट्ज - 20 मेगाहर्ट्ज में 15-30 mVpp वोल्टेज तरंग निर्दिष्ट करता हूं।

100 kHz-1 MHz से ऊपर की सभी चीज़ों को कट-ऑफ से काट दिया जाता है।

बिजली के स्रोत और बिजली उपभोक्ता के बीच 100 kHz:
1) के नीचे कटने के लिए 1) एक रैखिक ऑन-चिप नियामक
2) फेराइट चोक (कैपेसिटर के साथ जमीन पर) का
उपयोग किया जा सकता है।

जब मुझे पहली बार एहसास हुआ कि बिजली आपूर्ति (लगभग 10-20 mV) का इतना बड़ा "उतार-चढ़ाव" है, तो मैं डर गया था। हालाँकि, मेरे सीएडी में क्षणिक शोर डालने के बाद 100 kHz का शोर लगभग सपाट रेखा थी (मैं आमतौर पर माइक्रोसेकंड की इकाइयों के लिए सिमुलेशन करता हूं, जबकि T = 1/100 kHz = 10 us)। ऐसा इसलिए है क्योंकि अक्सर डिजिटल और एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस मेगा और गीगा हर्ट्ज आवृत्तियों के साथ काम करते हैं।

लेकिन यह परीक्षण के तहत एक उपकरण के आवेदन और काम करने की आवृत्ति पर निर्भर करता है।

पुनश्च: यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह आपके डिवाइस को प्रभावित करता है या नहीं, अपने सिम्युलेटर में VDD क्षणिक शोर डालें और देखें कि यह परिणामों को प्रभावित करता है या नहीं।