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電源中的噪聲

作者:APPLE頻道

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一、前言

  前面測量1117 穩壓晶片的性能的時候,将單片機給燒掉了。下面還是對該穩壓晶片的噪聲進行測試。這也為後面資料采樣電路的設計提供依據。下面重新設計制作測量電路。

二、電路制作

  測試電路中包含有一個單片機,一個AS1117 穩壓電源。後面更改它的輸出濾波電容的型号和容值,測量輸出電源中的交流噪聲。同時對電源進行分壓,由單片機進行采集,檢視采集之後的資料噪聲。設計單面PCB,一分鐘之後得到制作的電路闆。電路闆制作的非常完整。下面進行焊接調試。

電源中的噪聲
電源中的噪聲

▲ 圖1.1.1 測試電路原理圖

電源中的噪聲

▲ 圖1.1.2 測試電路PCB

三、測量結果

  焊接電路,清洗之後放在測試架子上,現在單片機還沒有程式設計。使用探針夾子将5V電源接入電路。靜态電流為 5.1mA。測量此時 1117 輸出電壓,電壓為3.3V。電壓非常穩定。

電源中的噪聲
電源中的噪聲

  使用 DM3068數字萬用表的交流檔位 測量 3.3V電源中的波動。結果顯示,電源中的交流分量為0 。也就是沒有測量得到微小的噪聲。這也許是這個萬用表的問題,可能它的分辨率不夠。

電源中的噪聲

  使用 FLUKE45 的交流檔測量此時電源交流噪聲,幅值為 0.165mV。這說明 DM3068萬用表的交流檔位的确有問題,無法反應實際信号中的噪聲。此時 1117 輸出并聯有一個 10微法和一個0.1微法的 表貼電容。單片機沒有工作。

電源中的噪聲
電源中的噪聲

  下載下傳一個工作程式,電路闆上 LED 開始閃爍,此時電路沒有其他動作。測量此時對應的電源噪聲。電壓波動增加為 0.28mV,增加了大約 40% 左右。這說明單片機的運作給電源帶來了較大的波動。

電源中的噪聲

  使用單片機采集512個ADC資料,這個資料是電源電壓經過兩個 10k歐姆分壓後的電壓信号。資料為2012。計算資料的标準方差,大約在1.98左右。這個資料說明采集資料的後兩位都在波動。下面将電源 10微法濾波電容去掉,可以看到采集到的資料方差并沒有變化。将電容更換為 10微法的钽電容,對于采集到的資料方差沒有影響,電源噪聲也在 0.18mV上下波動。

電源中的噪聲

※總  結 ※

  本文記錄了單片機3.3V穩壓晶片濾波電容對于電路噪聲的 影響。可以看到晶片 1117 輸出電壓噪聲隻有 0.2mV左右,更換它的輸出濾波電容,減少 0.1微法,或者更換為 钽電容,對于采集到的資料噪聲并沒有太大的 影響。這些實驗經驗支援将來電路的設計。

參考資料

[1]

LM1117: https://www.ti.com.cn/product/cn/LM1117#:~:text=%E6%95%B0%E6%8D%AE%E8%A1%A8%20LM1117%20800mA%20%E4%BD%8E%E5%8E%8B%E9%99%8D%E7%BA%BF%E6%80%A7%E7%A8%B3%E5%8E%8B%E5%99%A8%20%E6%95%B0%E6%8D%AE%E8%A1%A8,%28Rev.%20Q%29%20PDF%20%7C%20HTML

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