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來源：http://www.jqhs.com.cn 作者：兆現電子 2020年09月09
石英振蕩器抖動敏感性到底因何所致,且待下文分析
在開關模式電源(SMPS)設計中,集成電路(IC)邏輯確定開關頻率(FSW)和占空比,通常基于外部有源晶振元件值和信號比較,實驗室測量顯示兩者都有微控制器模擬和數字核心獨立外設專注于SMPS應用的(CIPs)沒有展示這些問題,噪音易受影響點,在ASIC SMPS控制器中,它對控制的影響信號,并與CIP解決方案進行測試比較,通過比較上升產生時鐘并且下降到兩個閾值,當更高閾值滿足上升斜坡,時鐘信號低,當下限達到下降斜坡時,時鐘信號很高.
如果石英振蕩器有噪聲感應電壓在上升坡道上的尖峰,門檻將被越過早些時候,時鐘信號會比它早應該,如圖所示,這也將提前開始低坡道在圖中,這導致切換的突然變化PWM信號的頻率和高抖動,該時鐘斜坡非常容易受到PCB布局的影響芯片周圍的元件,因此,除非開關頻率在內部產生,易受影響蝕刻和元件會引入噪聲額外的抖動,這種行為可以避免,或者至少可以避免通過遵循適當的SMPS布局規則最小化.
由不正確的布局決定的抖動很容易達到切換周期的30％-40％甚至更多,一個運行時也可能發生早期時鐘斜坡復位接近最大占空比,在這種情況下,效果的幅度較小,但它們可以相互作用布局不當,變得相當可觀,甚至當內部高精度石英晶振產生開關頻率時,這種效果可以以較小的規模存在.上圖所示:早期時鐘的影響RAMP重置為切換頻率注意:PIC16F1769不是數字SMPS解,這是一個有模擬的解決方案外圍設備,例如運算放大器(運算放大器),比較器,數模轉換器轉換器(DAC),模數轉換器轉換器(ADC),零交叉檢測器(ZCD),斜率補償(SC)和輸出生成器,它們是異步的并作為模擬解決方案.
圖中顯示了一個早期時鐘斜坡復位事件真正的SMPS設計,上圖顯示了早期時鐘斜坡由于噪聲而復位,而數字較低說明了由于操作導致的早期時鐘斜坡復位接近最大占空比,CIP解決方案不受早期時鐘斜坡的影響重置,因為時鐘是使用內部創建的分頻器鏈產生定時,和振蕩器由穩定的帶隙參考偏置和供電,即使高峰值也能觸發早期時鐘斜坡復位,它仍然是32MHz,這意味著可能的抖動小于0.1％.
傳統解決方案與CIP解決方案MCU不受布局或最大負載的影響關于抖動的周期限制,因此,脈沖會有一個準確的恒定頻率,使用一個采用SMPS專用CIP的MCU消除了IC相關問題從設計和提供穩定性問題應用靈活性,OSC晶振抖動是切換方式所固有的生成頻率,可以注意到它很小PWM信號的頻率變化,石英晶體振蕩器抖動限制最大占空比,作為短期變化頻率可以在關閉時間內產生很大的變化高占空比設計.
在開關模式電源(SMPS)設計中,集成電路(IC)邏輯確定開關頻率(FSW)和占空比,通常基于外部有源晶振元件值和信號比較,實驗室測量顯示兩者都有微控制器模擬和數字核心獨立外設專注于SMPS應用的(CIPs)沒有展示這些問題,噪音易受影響點,在ASIC SMPS控制器中,它對控制的影響信號,并與CIP解決方案進行測試比較,通過比較上升產生時鐘并且下降到兩個閾值,當更高閾值滿足上升斜坡,時鐘信號低,當下限達到下降斜坡時,時鐘信號很高.
由不正確的布局決定的抖動很容易達到切換周期的30％-40％甚至更多,一個運行時也可能發生早期時鐘斜坡復位接近最大占空比,在這種情況下,效果的幅度較小,但它們可以相互作用布局不當,變得相當可觀,甚至當內部高精度石英晶振產生開關頻率時,這種效果可以以較小的規模存在.上圖所示:早期時鐘的影響RAMP重置為切換頻率注意:PIC16F1769不是數字SMPS解,這是一個有模擬的解決方案外圍設備,例如運算放大器(運算放大器),比較器,數模轉換器轉換器(DAC),模數轉換器轉換器(ADC),零交叉檢測器(ZCD),斜率補償(SC)和輸出生成器,它們是異步的并作為模擬解決方案.
圖中顯示了一個早期時鐘斜坡復位事件真正的SMPS設計,上圖顯示了早期時鐘斜坡由于噪聲而復位,而數字較低說明了由于操作導致的早期時鐘斜坡復位接近最大占空比,CIP解決方案不受早期時鐘斜坡的影響重置,因為時鐘是使用內部創建的分頻器鏈產生定時,和振蕩器由穩定的帶隙參考偏置和供電,即使高峰值也能觸發早期時鐘斜坡復位,它仍然是32MHz,這意味著可能的抖動小于0.1％.
傳統解決方案與CIP解決方案MCU不受布局或最大負載的影響關于抖動的周期限制,因此,脈沖會有一個準確的恒定頻率,使用一個采用SMPS專用CIP的MCU消除了IC相關問題從設計和提供穩定性問題應用靈活性,OSC晶振抖動是切換方式所固有的生成頻率,可以注意到它很小PWM信號的頻率變化,石英晶體振蕩器抖動限制最大占空比,作為短期變化頻率可以在關閉時間內產生很大的變化高占空比設計.
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