J'ai été invité à aider au débogage d'un circuit intégré de régulateur de commutation; le problème était "deux sortes d'oscillations".
J'ai demandé quelle était la fréquence d'oscillation et la réponse était 80 MHz.
J'ai demandé "quelle est la longueur de la portée au sol", la réponse étant "les 6 ou 8 pouces habituels".
J'ai expliqué: "La fréquence de résonance, d'une sonde de portée de 200 nH (8") gnd-lead avec une capacité d'entrée de 15 pF, est d'environ 90 MHz. "
Il s'avère que le concepteur de silicium avait lancé des LDO dans ses travaux IC précédents et n'avait jamais eu besoin d'apprendre des méthodes de sondage transitoires rapides. Ici, il a appris la sonnerie des sondes.
L'autre forme d'oscillation / bruit / comportement étrange impliquait une gigue dans le moment d'entrée et de sortie des modes discontinus. Cela impliquait des déclins très très lents de la tension régulée et des erreurs de synchronisation causées par le bruit thermique.
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Quelle est la fréquence de résonance de la structure de sol élastique enroulée, poussée sur la virole de sol? Ignorez la possibilité d'un mauvais contact, où les nombreux tours augmentent l'inductance. En d'autres termes, supposons que la longueur du trajet soit de 1 cm de centre plus 1 cm de retour au sol, ou 2 cm au total ou environ 20 nH au total. C'est une bonne hypothèse, car la formule pour l'inductance est Constante * Longueur * (1 + log (longueur / taille de fil)), ce qui fait que l'inductance calculée est une fonction principalement linéaire de la longueur.
Quelle est la fréquence de résonance de 20nH et 15pF? j'utilise
(F_MHZ) ^ 2 == 25 330 / (L_uH * C_pf)
où 1 uH et 1 pF => F_MHz = sqrt (25,330) = 160 MHz
Nous avons 0,02 uH et 15 pF, avec un produit de 0,3.
Divisez cela en 25 330, avec un quotient de 75 000.
La racine carrée est d'environ 280 MHz.
Que diriez-vous d'améliorer cette sonnerie? Pouvons-nous amortir? Oui. Ajoutez une résistance discrète externe à l'extrémité de la sonde. Valeur? Optez pour Q = 1, donc Xl = Xc = R. Xc de 15 pF à 280 MHz, étant donné 1 pF à 1 GHz est de -j160 ohms, soit 160/15 * 1000 MHz / 280 MHz ou environ. 30 ohms.
Qu'est-ce que cela fait au comportement de la sonde à haute fréquence? La Trise sera d'env. 15 pF * 33 ohms, soit environ 0,45 nanoSec ou 450 picoSec. Assez rapide? Saisissez simplement une résistance discrète de 33 ohms et utilisez une pince à bec effilé pour sertir ce fil de résistance autour de la broche centrale de la pointe de la sonde.
Et il ne devrait pas y avoir de sonnerie au Fring 280 MHz.