Ruido causado por un desacoplamiento incorrecto del pin VDD

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He planteado una pregunta, "La función ejecutada en MCU genera ruido al circuito analógico", pero en ese momento la pregunta no era lo suficientemente detallada. Después de varios días de pruebas, el problema ahora es más específico.

Cuando ejecuto una función con una frecuencia de 600 Hz, puedo observar un conjunto de ruido (600 Hz, 1200 Hz, 1800 Hz, etc.). Aquí está el espectro de frecuencias:

Despuésdealgunaspruebas,creoquesedebealdesacoplamientoincorrectodelaVDDdelmicrocontrolador.Peronoestoyseguro.Hiceotraprueba.Descubríquecuandoloscondensadores(dentrodecírculosrojos)cambiansuvalorde0.1µFa0.01µF,elruidodisminuye.

Y el ruido después del cambio:

Mipreguntaes:

¿Porquédisminuiríaelruidodespuésdelcambio?¿Esdebidoaldesacoplamientoincorrectodelmicrocontrolador?(peroserecomienda0.1µFenlahojadedatos STM32F4 ).

Aquí está el PCB de esos pines y condensadores:

    
pregunta billyzhao

2 respuestas

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Como se señala en los comentarios:

Si ha conectado las conexiones a tierra analógicas y digitales en su PCB, la corriente de retorno digital se mezclará con la corriente de retorno analógica y se acoplará a ellas, esas puntas tendrán una influencia mucho mayor en sus mediciones. Por supuesto, si la ruta analógica también está (en parte) dentro de la MCU, es posible que deba mezclarse un poco aquí y allá, pero aún así podría intentar limitar la superposición de AGND y DGND.

La segunda cosa es que los picos se reducen, ya que un condensador de 100 nF tendrá una resistencia en serie equivalente más grande, tomará más tiempo obtener la carga de sus placas más complejas / largas en su chip. El valor más pequeño tiene una ESR más baja, que devolverá la energía a la MCU mucho más rápido, lo que hace que los picos sean mucho más pequeños. Si coloca un 100nF y 10nF, o incluso 4.7nF uno al lado del otro en cada pin VDD, reducirá el ruido acoplado en el caso de una conmutación interna rápida y de una conmutación externa más potente pero más lenta mucho mejor que con cualquiera de ellos .

En algunos casos, incluso se usan 3 o 4 valores diferentes para cubrir todos los dominios de frecuencia, aunque generalmente estamos hablando de un solo MHz, 100's de MHz y (cerca de) GHz dominios en un solo chip, como los procesadores de gama alta, WiFi o FPGA cuando hay 4 tapas de diferentes tamaños en los pines de alimentación.

    
respondido por el Asmyldof
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La conexión de +3.3 V debe ir al condensador, que luego debe conectarse directamente al cable de la MCU, en todos los casos, como lo tiene con el C302. No debería estar entre el condensador y el cable.

Esa pista diagonal en la tercera imagen debe conectarse al conductor en ángulo recto. Eso no afectará el desacoplamiento, pero puede actuar como una trampa ácida al grabar. También se ve feo.

    
respondido por el Leon Heller

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