Controlando el ruido PWM en la fuente de alimentación

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Tengo un problema que no he podido resolver experimentalmente y estoy buscando ayuda de alguien que sabe más que yo. Estoy haciendo un accesorio de mano con efectos de audio e iluminación. En el pasado, he usado un amplificador de mano comercial (Aker VoiceBooster) como base, aprovechando la energía de la batería de su tablero de circuitos. Esa potencia consumida ejecutará los controles, el generador de audio, los LED, etc., y usaré el amplificador en el Aker para la salida de audio. Pero esta vez tengo un problema con un circuito de LED que genera ruido en la fuente de alimentación que está alterando el audio en el Aker. El problema parece es que estoy usando un ATTiny85 y una modulación de ancho de pulso para controlar una cantidad de LED (con un MOSFET de canal N porque necesitan más energía de la que puede obtener ATTiny). Circuito simple en la imagen, LEDs a la derecha, ruido aparentemente corriendo a la batería de Aker a la izquierda. ¿Cómo puedo arreglar esto? Pienso que la respuesta debería ser desviar los capacitores, pero la integración de varios tamaños diferentes en las líneas de 5V cerca de los LED no parece cambiar nada. (Probado 0.1microF - 10microF MLCC.) No tengo un margen para poner esto, así que realmente no sé la naturaleza del ruido (más allá de sus efectos audibles). Puede que me esté perdiendo algo básico, esto es solo un pasatiempo y soy un tipo de software. ¿Alguien puede darme una pista?

EDITAR: La frecuencia PWM es la predeterminada para ATTiny85, que parece ser 500 o 1000 Hz. Trataba de evitar tener que averiguar cómo cambiarlo, pero ese podría ser el mejor enfoque. En realidad, hay 6 LED (solo dibujé 3), que extraen 20 mA cada uno. Las resistencias son de 100 ohmios. He intentado tapones en la batería y en la fuente Q1 al lado caliente de los LED, sin mucha suerte. Pero no estoy seguro de la frecuencia de PWM, o exactamente qué valores / tipos de límite es probable que sean efectivos.

    
pregunta Eisen

4 respuestas

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El filtrado solo se produce con un comportamiento de divisor de voltaje.

Por lo tanto, utilice el consejo de 'laptop2d' y lance una ferrita entre el prop de LED y el amplificador. A continuación, agregue ese bypasscap en el prop LED.

¿Dónde vincular el extremo RTN / GND del bypasscap? En el pin de fuente del interruptor FET.

    
respondido por el analogsystemsrf
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Lance una ferrita o envuelva el cable alrededor de un estrangulador de RF en el cable entre el LED y el Amp (si comparten la misma fuente de alimentación. Las ferritas bloquean el ruido de alta frecuencia.

Otra cosa que deberías hacer es proteger el amplificador de la placa con el ATtiny85 y los LED, ya que podría estar produciendo una interferencia de radiofrecuencia (RFI).

Lo último sería cambiar la frecuencia del LED.

    
respondido por el laptop2d
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Eh, podría ser la resistencia en los cables de tierra, la forma en que has dibujado el circuito. Pruebe un terreno estelar, diferentes rutas de retorno para led y audio.

    
respondido por el George Herold
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También soy una persona de CS, pero voy a intentarlo. Tiene razón en que necesita un condensador de desvío / desacoplamiento, pero los está colocando en los lugares equivocados, al menos para las capacidades que ha citado.

Intente colocar el límite de derivación entre la salida PWM y la fuente FET. Esto filtrará la señal PWM que emite desde el uC. El objetivo es eliminar esa onda cuadrada casi por completo, de modo que solo haya corriente de CC que fluye desde la fuente del FET. Recuerde que ni al FET ni a los LED realmente les importa recibir una señal de onda cuadrada. Es de suponer que solo está utilizando la onda PWM para poder controlar el brillo o el estado de "encendido / apagado" mediante el ciclo de trabajo de uC y PWM.

El condensador que necesita para filtrar una señal de 500Hz es bastante grande. Ni la capacitancia de la compuerta FET ni sus límites de 10uF serán suficientes. Es probable que coloques resistencias antes de la tapa y la puerta para limitar la corriente en esta área y permitirte usar una tapa más pequeña. Probé este filtro en CircuitLab y ejecuté O.K., pero creo que lo que realmente quieres hacer es aumentar la frecuencia PWM para que no necesites aplicar un filtro tan fuerte.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esto es solo un boceto de un filtro LP. El tiempo de carga del límite es proporcional a \ $ R1 \ veces C1 \ $, por lo que puede usar un límite menor y un R1 más grande para obtener el mismo efecto. Solo asegúrate de que R2 tenga aproximadamente el mismo tamaño que R1.

Tenga en cuenta que este tipo de filtro de paso bajo fuerte comenzará a afectar la latencia entre cuando la uC altera el ciclo de trabajo y cuando las luces realmente cambian de brillo. Esto está a punto de 50-100ms con el filtro de arriba. Si bien esto no es malo para muchas aplicaciones, si las estás sincronizando con música, entonces esto es lo más que querrías aceptar antes de que las luces estén notablemente desincronizadas con el sonido.

Aumentaría su frecuencia de PWM en varios órdenes de magnitud (quizás 20 kHz o más si puede obtenerla) e implementaría un filtro de paso bajo como el de arriba. La frecuencia más alta le permitiría disminuir C1 mientras le sigue dando un buen tiempo de respuesta.

    
respondido por el ChalkTalk

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