Inductor cerca del microcontrolador

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Estoy trabajando en mi primer proyecto con el STM32F103C8T6. El propósito principal es usar su ADC en sus límites de resolución (señales de aproximadamente 1 mV). Muchos esquemas en Internet ponen un filtro de LC entre los principales 3.3V (Vdd) y la fuente de alimentación analógica (VddA), así:

MifuentedealimentaciónusaunconvertidordeCC/CC MP1584 module para una mejor eficiencia (requerido). Además del inductor dentro del módulo ( esquema del módulo ) Estoy usando un filtro LC con un zener en la salida, como se muestra a continuación (el MP1584 a continuación es el módulo y no el IC ).

Laetiquetade3.3Vsuministracircuitostantoanalógicoscomodigitales.Loscircuitosdigitalesincluyenaltafrecuencia(malsé)comoSPI.TengolaintencióndeenrutarelfiltrodeLCparaelVddAlomáscercaposibledeluC.Perodebidoalcristaldeloscilador,meviobligadoacolocarlosinductores(L1,L2)justodebajodelaunidaduCparaahorrarespacio.

Tengo algunas preguntas:

  1. Mirando mi circuito de suministro de energía, ¿realmente se requiere el filtro LC para el VddA? ¿Va a hacer alguna diferencia efectiva? ¿O es solo para aislar lo analógico y lo digital?

  2. ¿Hay algún problema para enrutar los inductores por debajo de la unidad de control? No se supone que cambien a altas frecuencias, ¿entonces está bien para EMC?

EDITAR: Solo para agregar más información: la capa superior es GND y la inferior es 3.3V.

    
pregunta Francisco Gomes

1 respuesta

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  1. Sí, los filtros son necesarios. El STM32 utiliza la tensión de alimentación analógica como tensión de referencia. Por lo tanto, cualquier ruido en el VDDA terminará como ruido en su medición.

  2. Como tiene un bajo dI / dt, y por lo tanto un bajo campo magnético, esto no debería ser un problema. Al menos no debería haber ningún acoplamiento significativo desde el inductor al STM32. Sin embargo, el acoplamiento del STM32 al inductor podría ocurrir, pero supongo que el ruido ADC inundará el ruido adicional. No me preocuparía por inyectar en el cristal. Por un lado, inyectar en el cristal (un elemento de Q alta) no es fácil a menos que se encuentre en la frecuencia correcta. Y, por otro lado, la inyección de corriente (o voltaje) sustancial requiere mucha potencia. Como se mencionó anteriormente, no hay mucha energía en los campos de los inductores.

Lo que no preguntaste: Estás hablando de señales de 1mV. El ADC en el STM32 no podrá resolverlo, o más bien no obtendrá nada más que ruido ADC. La resolución de 12 bits en un intervalo de 3.3 V significa que 1LSB es de 0.8 mV. Necesitará amplificar la señal al menos por un factor de 1000 para medir cualquier cosa. También tenga en cuenta que se sabe que los ADC STM32 son muy ruidosos, hasta el punto de que ST escribió algunas AppNotes sobre cómo promediar las muestras de ADC para tener incluso la oportunidad de llegar a la resolución anunciada. Desafortunadamente, no puedes filtrar todo el ruido. De modo que los ADCs del STM32 se describen mejor como un sistema GIGO. (¡Algunos de los ADC STM32 tienen una medida ENOB de 6 bits!)

DB3 está en el lado incorrecto de UB1. Quieres proteger el circuito de los transitorios. Si los transitorios pasan a través del convertidor DC / DC y destruyen Es posible que obtenga el voltaje de entrada completo en el riel de 3.3 V, que a su vez freirá su circuito (DB3 no protegerá contra eso, ya sea porque no conduce o porque estará frito y potencialmente formará un circuito abierto) .

Hay una brecha de valor demasiado grande entre CB1 y CB2. La resonancia de CB2 (que actúa como un condensador) y CB1 (que actúa como un inductor) puede causar EMI. O bien, agregue al menos un condensador de 33 nF o superior, 10 nF y 100 nF. CB3 se puede omitir, ya que los módulos de los condensadores del módulo ya bloquearán esas altas frecuencias. Alternativamente, puede elegir uno de los pases de EMIFIL de Murata a través de los condensadores, que tienen una frecuencia de auto resonancia mucho más alta, por lo que puede reemplazar algunos pasos de capacitores de valor más pequeño.

LB2 potencialmente inducirá problemas de EMI, a menos que sepa muy bien cómo diseñar sus trayectorias a tierra. Es mejor dejarlo afuera y filtrarlo solo en el riel eléctrico.

Desea agregar al menos 1nF, 10nF 100nF capacitores entre UB1 y LB1. De lo contrario, el cable corto a LB1 y la capacitancia parásita de LB1 causarán problemas de EMI.

LB1 (junto con LB2 si no se elimina) y CB4 forman un circuito resonante. A menos que su frecuencia de resonancia esté fuera de todo lo que produce (es muy poco probable) obtendrá efectos de resonancia (como mencionó John D en los comentarios anteriores). Debe agregar un circuito amortiguador R-C del tamaño adecuado para amortiguar esta resonancia.

    
respondido por el Attila Kinali

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