Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LC - Versorgungsfilter, 2 Varianten, welche ist besser?


von Richard (Gast)


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Hallo Leute,

zur Zeit arbeite ich an einem Low Noise Projekt mit einem Laser.

Um die Versorgung vorzufiltern werden dabei Eingangs-LC-Filter wie in 
meinem Anhang verwendet. Bei meiner Recherche sind mir insbesondere 
diese beiden Varianten untergekommen.

Die Qualität der Vin kann bei mir bzgl. noise / ripple je nach Kunde 
schwanken. Welche der beiden Varianten ist unter dieser Voraussetzung 
die  empfehlenswertere? Was spricht für die obere Variante, was für die 
untere?

Mein Laststrom ist < 100mA, Vin ist ca. 3,6V.

Vom Gefühl her hätte ich die untere genommen. Ich bin aber kein analog 
Experte.

Danke für eure Hilfe!!

Richard

von Kai K. (klaas)


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>Vom Gefühl her hätte ich die untere genommen. Ich bin aber kein analog
>Experte.

Bei allem Respekt, aber mit Gefühl hat das wenig zu tun. Du mußt wissen, 
was das für Störungen sind, die vom Speisungsgerät kommen und ob deine 
Last eventuell ebenfalls Störungen erzeugt. Dann entscheidest du, ob ein 
Filter für Gegentaktstörungen reicht (wie oben) oder eines für 
Gleichtaktstörungen her muß (wie unten).

>Die Qualität der Vin kann bei mir bzgl. noise / ripple je nach Kunde
>schwanken.

Dann muß deine Schaltung also einen CE-Test bestehen? Dann mußt du 
zusätzlich einen Schutz gegen Surge und ESD vorsehen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Die untere Variante ist besser. Bedenke, daß die Filter bidirektional 
arbeiten und an beiden Enden ihre dortige Impedanz sehen wollen.

von Kai K. (klaas)


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>Die untere Variante ist besser.

Das würde ich jetzt so nicht sagen. Es gibt Schaltungen, die das 
Einfügen von Drosseln in die Masseleitung nicht mögen...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Er hat zwei verschiedene Masse-Symbole eingezeichnet. Im Allgemeinen 
halte ich mich stoisch an die Vorgaben ;-)

Ich wollte auch nicht zu sehr ins Detail gehen. Gäbe wieder ne 
ellenlange Diskussion. Vielleicht einen Artikel wert. Die Antworten sind 
ja vielfach gestreut irgendwo zu finden.

von Richard (Gast)


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Ok,

danke so weit.

zur Info: Meine Last erzeugt nur geringe Störungen (wenn überhaupt).
Über die Störungen der Zuleitung ist leider nichts näheres bekannt (nur 
dass es sich um ca. 3.6V handelt).

Durch Ein- und Ausschalten meiner Last kommt es mit bis zu 10kHz zu 
Lastwechseln von annähernd 0mA auf 50mA.

CE ist ein anderes Thema. Ich möchte mich im Moment auf den Filter 
konzentrieren, da ich damit praktisch keine Erfahrung habe.

Zur Gleichtakt-Unterdrückung:
Heisst das, dass das untere Filter eingehende Störungen die 
gleichermaßen auf  Vin und GND ankommen unterdrücken kann, das obere 
hingegen nicht?

Zur Impedanz: was heisst "sie wollen an beiden Enden ihre Impedanz 
sehen"?
Mit den beiden Enden sind der Ein- und der Ausgang des Filters geweils 
gegen GND gemeint, oder?

Ich habe mittlerweile meine Filter in Spice simuliert.
Sie schwingen!
Meine Abhilfe ist ein R mit ca. 5-10 Ohm in Reihe zur Spule (beim oberen 
Filter) bzw. zur oberen Spule (beim unteren Filter).

Ist das praktikabel?
Wie bekämpft man das in der Regel?

danke und Grüsse,

Richard

von Kai K. (klaas)


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>Ich habe mittlerweile meine Filter in Spice simuliert.
>Sie schwingen!

Ja klar tun sie das.

>Meine Abhilfe ist ein R mit ca. 5-10 Ohm in Reihe zur Spule (beim oberen
>Filter) bzw. zur oberen Spule (beim unteren Filter).
>
>Ist das praktikabel?

Wenn dich 0,5V zusätzlicher Spannungsabfall nicht stört?

>Wie bekämpft man das in der Regel?

Verkleinern von L und Vergrößern von C, so daß für die ohmsche 
Bedämpfung gilt R > SQRT(2L/C).

Wieviel zusätzlicher Spannungsabfall ist denn erlaubt?

von Richard (Gast)


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mit 0.3V könnte ich leben. Aber wenn es was netterres gibt, wo keine 
Spannung abfällt wäre ich auch dabei :)

Die Schwingung wird aber mit realen Bauteilen bereits stark bedämpft, 
oder?
Weil, bei den 2 Schaltungen, die ich bisher gefunden habe, hatte keiner 
einen einen zusätzlichen Widerstand o.ä. drin.

z.b. Rechts oben im Schaltplan von
"A low-noise high-speed diode laser current controller"
das ist als pdf bei google zu finden.

Meine Last ( Laser-Treiber ) ist aber bei Leibe nicht so kompliziert, 
wie dieser!
Ich hab wenig Ahnung wie der Treiber aus dem pdf funktioniert. Es ist 
aber von den Leistungsdaten her ein atemberaubendes Teil. Aber das nur 
am Rande.

von Kai K. (klaas)


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>mit 0.3V könnte ich leben.

Also 6R? Dann könntest du 100µH und 100µF nehmen. Such dir eine Drossel, 
die schon 2...3R Serienwiderstand mitbringt. Sonst nimm einen 
zusätzlichen 2R2 Widerstand in Serie zur Drossel. Schalte dem 100µ Elko 
noch einen 220n/X7R parallel. Und achte bei der Drossel auf eine 
möglichst hochliegende Eigenresonanzfrequenz.

>Die Schwingung wird aber mit realen Bauteilen bereits stark bedämpft,
>oder?

Nein, meistens nicht.

>Weil, bei den 2 Schaltungen, die ich bisher gefunden habe, hatte keiner
>einen einen zusätzlichen Widerstand o.ä. drin.

Ich habe dir ja schon ein Kriterium gegeben, wann die Resonanz wegfällt.

>z.b. Rechts oben im Schaltplan von
>"A low-noise high-speed diode laser current controller"
>das ist als pdf bei google zu finden.

Hast du keinen Link??

von Richard (Gast)


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Hier der Link. Nur zur Info:

http://www.its.caltech.edu/~atomic/publist/diodecontroller.pdf
rechts oben ist die Filterung, hier aber für +-15V.

von Kai K. (klaas)


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>Hier der Link. Nur zur Info:

Ah ja, da ist der Tiefpaß vor dem Regler. Da stört eine kleine Resonanz 
gewöhnlich nicht so stark. Außerdem kann man, wie oben bereits 
beschrieben, mit dem Serienwiderstand der Drossel eine Resosanz wirksam 
bedämpfen. Der Vorteil bei der Anordnung vor dem Regler: Der Regler kann 
auch größere Spannungsabfälle am Widerstand ausregeln.

von Richard (Gast)


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Welche Spannungsabfälle an welchem Widerstand?

Wir sprechen nicht mehr vom Serienwiderstand der Drossel, oder?

von Kai K. (klaas)


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>Wir sprechen nicht mehr vom Serienwiderstand der Drossel, oder?

Doch, eigentlich schon: Der Serienwiderstand der Drossel plus der 
Widerstand des eventuell zusätzlichen Bedämpfungswiderstands, falls der 
Widerstand der Drossel zu klein ist.

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