Medición del ruido del convertidor Boost/convertidor inversor

Question

Construí un convertidor boost/inversor usando el TPS65130. La tensión de salida es de +15V y - 15V. A continuación se muestra una imagen de los esquemas:

Sé que en el esquema aparece el símbolo de un diodo zener, pero es un error. Estoy usando un diodo schottky. Además, la base de U37 no está conectada porque tengo una resistencia de cero ohmios a través de R50. U41 es un LT3094 y U42 es un LT3045, ambos son reguladores lineales utilizados para filtrar el ruido. Lo que intento hacer es medir el ruido de la fuente de alimentación. Este es el procedimiento que he seguido para medir el ruido de esta fuente de alimentación:

1. utilizó una sonda 1:1 que tiene un ancho de banda máximo de 35Mhz.
2. utilizó un límite de ancho de banda de 20Mhz en el osciloscopio.
3. utilizó un muelle de tierra en lugar del largo cable de tierra. También me aseguré de que no hay nada más conectado al osciloscopio que capte ruido de modo común.
4. He medido directamente en el condensador de salida C152 para el boost y c179 para el convertidor inversor.
5. la corriente de carga es de 80mA.
6. Acoplamiento de CA.

El problema es que he notado unos extraños sobreimpulsos y subimpulsos. La primera imagen muestra lo que veo cuando mido directamente a través de C152 que es el suministro positivo:

La siguiente imagen es lo que veo cuando mido a través de C150 que está después del regulador lineal: La siguiente imagen es lo que veo cuando mido a través de C179 que es la alimentación negativa:

La última es si mido a través de C1 que está después del regulador lineal:

He comprobado todo, incluido el inductor y los condensadores de salida. He comprobado cosas como la corriente de saturación, la corriente nominal, etc. Estas formas de onda se repiten y cuando mido la frecuencia entre dos formas de onda que se repiten, obtengo 6Hz. Esto es lo mismo para los suministros positivos y negativos.
¿Alguna idea de lo que podría ser?

Edición: Me he dado cuenta de que el problema desaparece si bajo la tensión de entrada a 4V. No estoy seguro de por qué funciona con 4V mejor que con 5V. Edit2: imagen ampliada de la ondulación en la fuente de alimentación positiva.

Answer 1

Partiendo de tu raíl positivo y leyendo los valores de las resistencias, obtengo que tu tensión de salida es de 1,213*(1+976k/110k) = 12v (en lugar de 15v).

Pasando al regulador lineal, se pone el pin de ajuste a 121 kohm, que es la salida de 12v. Por lo tanto, estás alimentando un LDO 12v y diciéndole que genere 12v. Eso no es posible, por lo que el LDO está en dropout y se ve mucho ruido en la salida. Tienes que arreglar eso.

Antes de hacerlo, eche un vistazo a la PSRR en función de la tensión de su regulador lineal:

El regulador se enciende a unos 300 mV y empieza a regular, pero su rendimiento está muy degradado. Si se aumenta a 1V (es decir, 13v) se obtiene una PSRR de 20-30dB mejor. Aumentando a 2V (14V) se obtienen otros 10dB de rechazo a la frecuencia del convertidor. Si vas a comprar un regulador caro de alta PSRR, seguramente querrás esos 30-40dB extra. Si ajustas la tensión de salida a +/-15v como dijiste al principio, (suponiendo un buen diseño) reducirás esa tensión de ruido por un factor de 10.000, lo que pondrá tu ruido en la amplitud de los microvoltios bajos.