
РАЗДЕЛ 10: Методы конструирования аппаратуры
©АВТЭКС Санкт-Петербург (812) 567-7202, http://www.autexspb.da.ru, E-mail: autex@newmail.ru
Автор перевода: Горшков Б.Л.
10-23
Третье, следует выяснить пиковое значение постоянного тока текущего через
феррит для гарантии того, что феррит не войдет в насыщение. Хотя модели и другие
аналитические средства могут оказаться полезными, основные положения,
перечисленные выше, соединенные с экспериментами над реальными фильтрами,
подключенными к выходу источника питания, с реальной нагрузкой приведут в конечном
итоге к правильному выбору феррита.
Используя корректно выбранные компоненты, можно создать высокочастотные и
низкочастотные фильтры для сглаживания выходного сигнала постоянного тока с
помехами от коммутаторов для получения источника 5 В, годного для питания
аналоговых схем.
Практичнее всего выполнить это на двух каскадах (иногда и более),
причем каждый каскад оптимизируется для своего диапазона частот. Основной каскад
может использоваться для передачи всего постоянного тока нагрузки и фильтрации шума
на уровне 60 дБ или более на частотах 1-10 МГц. Этот фильтр будет использоваться как
входной фильтр
всей печатной платы (карты) для широкополосной фильтрации всех
напряжений входящих в карту.
Для обеспечения развязки на более высоких частотах, следует использовать более
маленькие и более простые фильтры, располагаемые прямо на выводах питания
индивидуальных элементов.
Эксперименты с коммутационным стабилизатором
Для того, чтобы лучше понять проблемы фильтрации коммутационных
стабилизаторов был проведен ряд экспериментов с типовым устройством ADP1148,
синхронным понижающим стабилизатором с входным напряжением 9 В и выходным
3.3 В/1 А. Кроме наблюдения типовых форм напряжения на входе и на выходе, цель этих
экспериментов состояла в том, чтобы уменьшить пульсации выходного напряжения до
величины менее 10мВ от-пика-до-пика, пригодной для питания большинства аналоговых
цепей.
Измерения выполнялись с использованием широкополосного цифрового
осциллографа «Tektronix» с входной полосой частот, ограниченной до 20 МГц, чтобы
можно было более четко наблюдать пульсации, генерируемые коммутационными
ключами стабилизатора. В системе, пульсации источника питания на частотах выше
20 МГц лучше всего фильтруется локально, т.е. на каждом выводе питания ИС с помощью
низкоиндуктивных керамических конденсаторов и, возможно, последовательно
включенной ферритовой бусинки.
Методика измерения важна при выполнении точных измерений пульсации. При
измерениях использовался пассивный пробник «10Х» с «байонетной» насадкой-
адаптером, обеспечивающей подключение к шине земли по наиболее короткой
траектории (см. Рис.10.21). Использование вывода от «зажима земли» на пробнике не
рекомендуется при выполнении такого рода измерений, поскольку длинный вывод к
точке подключения земли создает нежелательный индуктивный контур, который
«подхватывает» высокочастотный коммутационный шум, искажая тем самым (до
неузнаваемости) измеряемый сигнал.
Примечание: на электрической схеме практически невозможно показать правильно
физическое выполнение заземления. На всех следующих далее схемах соединение с
землей выполняется, на самом деле, как соединение к земляной шине, используя
возможно более короткий путь, в независимости от того, каким образом эти подключения
показаны на схеме электрической принципиальной.
Схема понижающего стабилизатора на ADP1148 (9 В на 3.3 В/1 А) показана на
Рис.10.22. Форма выходного напряжения стабилизатора ADP1148 показана на Рис.10.23.