Interferencia entre el buffer/driver y la tira de LED WS2815

Question

¿Qué opina sobre cómo corregir esta forma de onda? El pulso debe ser una onda cuadrada de 410 ns de ancho y 5 V de alto.

El conductor es un 74HCT365 tampón push-pull, alimentado desde el carril de 5 V. La entrada (3,3 V de un ESP32) a la IC se ve perfecto.

Hay aproximadamente 25 pies de cable 3C16 (12 V, tierra, señal) entre el buffer y la entrada del WS2815 Tira de LED.

El circuito básico es el siguiente: ESP32->75HC2365->resistencia en serie->conector->cable de 25'->tira de LED. La captura de la forma de onda fue tomada en el conector.

Intenté añadir 20 F de capacitancia a través de 5 V y GND a unos 2 mm del CI del buffer. También he probado con una resistencia en serie de ~400 entre el buffer y el WS2815. Ninguno cambia significativamente la salida.

La tira de LED funciona correctamente, pero esta salida me va a molestar si no la limpio.

Usando la sugerencia de abajo bajé la resistencia en serie a ~50 &ohm.

El amarillo está entre la resistencia y el búfer. El azul está entre la resistencia y el cable. Púrpura se toma entre el cable y el led.

Answer 1

La tira de LED funciona correctamente, pero esta salida me va a molestar si no la limpio.

Lo que ves es el efecto de los reflejos en tu cable. En una de las líneas tienes una impedancia de salida <100 ohmios de tu circuito driver. En el otro extremo de la línea tienes una puerta MOSFET de muy alta impedancia. Cuando lanzas una onda cuadrada en ese cable viaja por el cable tomando aproximadamente 90ns (a juzgar por la imagen), se refleja en la entrada del LED, y luego rebota de nuevo otros 90ns más tarde, y luego rebota de nuevo en la fuente:

El reflejo de la carga (2ª línea de puntos) es intencionado y no perjudicial, por lo que no hay problema. La segunda reflexión no es intencionada (la fuente debería absorber la reflexión), por lo que añadir la resistencia ayuda. Si el valor de la resistencia se hubiera ajustado exactamente a la impedancia de la línea, en teoría no habría segunda reflexión.

Mirando la forma de onda de la carga, tu señal parece bastante buena. Yo lo dejaría como está. Si estuvieras realmente preocupado o estuvieras haciendo todo esto desde el principio, utilizaría cable de par trenzado con una impedancia conocida. Entonces sería más fácil elegir la resistencia, y tu señal probablemente se vería un poco más limpia (lo más probable es que el cable que estás usando no tenga una impedancia bien controlada). También estás compartiendo la tierra de la señal con la tierra de la alimentación, lo que no es ideal, pero probablemente no importe demasiado.

Intenté añadir 20 F de capacitancia a través de 5 V y GND a unos 2 mm del CI del buffer.

La capacitancia de derivación ayudaría, no la capacitancia de masa. Tienes bordes del orden de 1 ns, un condensador electrolítico (que supongo que usaste a partir del valor impar de 20 uF, aunque quizás en realidad añadiste dos cerámicos de 10uF) no hará mucho a esas frecuencias. Un cerámico ayudará más, pero evidentemente no es necesario (o ya está presente).