澳门永利娱乐_电工基础知识学习网站
当前位置:澳门永利娱乐 > 电工知识 > 单片机 > 正文

单片机供电电源有干扰纹波如何滤除

时间:2019-01-28 09:27 来源:澳门永利娱乐

单片机电源均为直流电源,且常见MCU供电电压为5V、3.3V、1.8V等。所以此问题可以看作是低压直流电源的纹波如何滤除的问题。
首先我们要先明确一个问题:电压纹波从哪里来?
直流电压很多时候由交流电压经整流、滤波、稳压后得到。由于滤波不干净,直流电压中仍然会含有少许交流成分,这就产生了纹波。以各类电池作为电源时也会因负载的波动而产生纹波。即使使用最好的基准电压源器件,输出电压也难免会有纹波。
而在硬件设计过程中,为了满足产品需要,在单板上往往会有多种电压,也需要使用各种类型的电源芯片来实现预定的电源拓扑,如DC-DC,传统线性稳压器,低压差线性稳压器(LDO)等等,其中DC-DC包括Buck、Boost、Buck-Boost三种类型。按照常见程度,这里我介绍一下开关电源(Buck电路)及线性稳压器(LDO)的纹波滤波处理方法。
一、对于Buck电路,可以采取如下措施进行滤除:
单片机供电电源有干扰纹波如何滤除
1、在输出端加输出电容滤波
一般以低频噪声取大电容,高频噪声取小电容为原则。详细方法在下方LDO滤波中有介绍,DC-DC与此同理,但一般需要铝电解电容等大容量电容进行滤波。
2,并联一个肖特基二极管滤除开关纹波
  无论是同步整流型还是非同步整流型Buck,在mos管开关过程中,都会产生开关尖峰,此处的尖峰可以看作是高频纹波,一般情况下,在同步型Buck的mosfet下管处并联一个肖特基二极管可以有效减小开关尖峰,具体原理与buck电路的体二极管及死区时间有关,此处不再展开分析。
3,对减小纹波。开关电源的PCB 布线也非常关键,以TI公司的LM2596为例,在其Datasheet中可以找到其布局示例如下图所示,良好的电源层分割及铜皮铺设是减小纹波的有效方法。
单片机供电电源有干扰纹波如何滤除
二、对LDO来说,主要靠放置滤波电容来抑制纹波
这里首先要了解电容滤波的机制——为噪声提供一条低阻抗回路。对于电容而言,其等效模型并非完全的电容,而是由电容,ESL,ESR来组成。由于电容分量的存在,其阻抗随频率升高而降低;ESL分量则使得阻抗随频率升高而增加。从整体上看,有下图所示的规律:
单片机供电电源有干扰纹波如何滤除
所以谐振点处阻抗最小,因此其频率代表该电容最能够滤除纹波的频率,滤波效果最好。实际设计中纹波往往不只有一个频点,而是一条频带,这就意味着我们需要并联多个容值不同的电容尽可能地覆盖纹波频带,这也就是很多刚入门的电子爱好者喜欢在输出电压处并上0.1uF和10uF两个电容的原因了,这样的选择在一定程度上可以实现滤除纹波电压的效果,但如果涉及到高速电路或者精度较高的电压源设计,就需要进行一番详细计算才能确定电容取值了。
单片机供电电源出现干扰纹波,消除的方法如下:
1、在交流电源端加装交流电源滤波器
2、直流电源加设LC滤波电路。
3、在直流电源输出端加大滤波电容,消除电路的自激干扰。
4、用金属屏蔽层封装电源单元电路并可靠的接地

看过《单片机供电电源有干扰纹波如何滤除》的人还看了以下文章
单片机不能开机断开电池再加上电池后又能开机了是什么原因 单片机不能开机断开电池再加上电池后又能开
单片机不工作原因很多,Rest电压只是其中之一。运行中停机是程序挂了,通电时间久黑屏了首先也要查软件。因为前提是断电后又能开机了,可以初步排除硬件问题。 一般排查单片机顺序, 1、电源电压。 2、晶振电压。二分之一Ⅴcc。 3、Rest脚电压。不带非的为0...
滤除单片机供电电源中的纹波干扰电路 滤除单片机供电电源中的纹波干扰电路
想滤除单片机供电电源中的纹波干扰,首先要搞清楚这个纹波来自于哪里?若是单片机所用的供电电源稳定性差,电源中含有大量的交流纹波,此时可以将单片机的供电电源经AMS1117这类低压差稳压IC稳压后再给单片机供电。 电路如上图所示。单片机的供电电压经AMS11...
按键控制流水灯单片机 按键控制流水灯单片机
检测按键状态,按下Key1,8盏LED灯全 亮,按下Key2,8盏LED灯全灭,按下Key3 8盏LED从左至右进行流水,按下Key4,8盏 LED灯从右到左进行流水。 从需求来看,这个是非常简单的单片机练手小设计,所用到的外围器件只有LED和按键。从硬件设计和软件设计方面介绍...
用上位机控制单片机然后实现数据传输,学习哪种上位机好 用上位机控制单片机然后实现数据传输,学习
上位机通过通讯的方式可以实现控制单片机的数据传输,在传输方式有无线和有线之分,如RS232,RS485,CAN等是有线传输;WIFI、蓝牙等是无线传输。所以在使用上位机控制时,只要通过软件实现相应的通讯协议即可。很多上位机软件都可以实现这种功能,但是从硬件角...
单片机程序怎么在电脑上调试?用什么软件好 单片机程序怎么在电脑上调试?用什么软件好
单片机可以实现在线调试程序,通过软件设置断点,进行单步调试,这样可以看到单片机是如何一步步执行程序的,从而快速找到问题,解决问题。以Keil和IAR为例介绍一下单片机的在线调试。 1.keil 的在线调试功能 以STM32单片机为例,所需要的软件为Keil MDK,仿...