Wieso schreit meine Induktivität bei 500kHz?

[ESP4096 S. (esp4096)]

Ich sitze hier und meine Spule schreit mir fröhlich ins Ohr. Bei 
niedriger (0.16A, 12V) bis hoher Last (1A, 12V) und einem Switch mit 
500kHz.
Ist die Spule Mist oder wieso hört man die?

Vielleicht hab ich auch das absolute Gehör bis 500kHz!?

Schaltung im Anhang. Wäre schön wenn mir Jemand sagen könnte wie ich das 
in Zukunft verhindern kann.

[Andrew T. (marsufant)]

ESP4096 S. schrieb:
> Ist die Spule Mist oder wieso hört man die?

siehe DaBla des LMR: PFM modus erreicht.
Zusammen mit dem Spulenkern subharmonische - die hörst Du.
Abhilfe: Spule wechseln.

>
> Vielleicht hab ich auch das absolute Gehör bis 500kHz!?

Nein, auch Freitags nicht.

[Knoten im Taschentuch (Gast)]

Spulenfiepen, Coil whining einfach mal ins archiv schauen:

Beitrag "Fiepende Spule im NAS - Mit Kerzenwachs abdichten?"

[ESP4096 S. (esp4096)]

Andrew T. schrieb:
> ESP4096 S. schrieb:
>> Ist die Spule Mist oder wieso hört man die?
>
> siehe DaBla des LMR: PFM modus erreicht.
> Zusammen mit dem Spulenkern subharmonische - die hörst Du.
> Abhilfe: Spule wechseln.

Nach welche Kriterien soll ich suchen abseits von meinen elektrischen 
Anforderungen?

>>
>> Vielleicht hab ich auch das absolute Gehör bis 500kHz!?
>
> Nein, auch Freitags nicht.

Schade :(

[absolutes Gehör (Gast)]

ESP4096 S. schrieb:
> Vielleicht hab ich auch das absolute Gehör bis 500kHz!?

Absolutes Gehör bis 500kHz! Das ist doch noch garnichts! Ich hatte mal 
einen richtigen Hardcore-Funkamateur alten Schlages als Nachbarn, der 
hat eine 1N4148 an seine (10m lange) Antenne gehalten und damit Radio 
Kapstadt gehört. Geht alles, wenn man nur will.

Schönen Freitag! ;-)

[Käferlein (Gast)]

Kann auch eine Regelschwingung sein.

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Käferlein schrieb:
> Kann auch eine Regelschwingung sein.

Dafür gibt es sogar mindestens zwei Gründe. Entweder zuviel low ESR 
Kapazität am Ausgang, und/oder Strombelastbarkeit der 
Versorgungsspannung unter Last zu schwach.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Man beachte, dass heutzutage eher die hochkapazitiven 
Keramikkondensatoren pfeifen, da deren Keramiken stark piezoelektrisch 
sind. Es gibt hier und da auch ein paar Applikationsschriften, in denen 
auch Vorzugsrichtungen und ggf. Entkopplungsschlitze für Kondensatoren 
empfohlen werden. Die Luftabstrahlung des Pfeifens muss dabei nicht 
einmal durch direkt über das Gehäuse erfolgen, sondern der Kondensator 
führt zu einer Biegung der Leiterplatte, die dann als großflächige 
Membran wirkt. Das gleiche Funktionsprinzip findet man auch bei 
Saiteninstrumenten, z.B. Geige oder Gitarre. Bei denen erfolgt nicht 
primär die Abstrahlung der Transversalschwingung mit Frequenz f, sondern 
die verursachte Längenkontraktion mit 2*f führt zu Verformungen des 
Korpus. "Normale" Oszillatoren mit symmetrischem Ausgangssignal erzeugen 
üblicherweise nur ungeradzahlige Harmonische, Saiteninstrumente eben 
auch ungeradzahlige.

Ein gutes Hilfsmittel zum Einkreisen der tatsächlichen Schallquelle ist 
ein Stroh- bzw. Plastikhalm, den man sich einseitig ins Ohr steckt und 
mit dem anderen Ende die Bauelemente abtastet.

Mit einem Messmikrofon und Spektrumanalysator könnte man schon anhand 
der Oberwellenverhältnisse abschätzen, wie bzw. ob die Kopplung über die 
Verformung der Leiterplatte oder direkt vom Bauteil erfolgt. Achtung: Da 
das Kernmaterial einer Spule oder eines Transformators üblicherweise 
nicht vormagnetisiert(*) ist, schlägt die Magnetostriktion natürlich 
auch mit 2*f zu.

Noch ein Hinweis zur Schaltung: Ein zu kleiner ESR von Cboot1 kann zu 
heftigen EMV-Problemen führen. Ich suchte einmal tagelang nach der 
Ursache für sehr kurze Spikes (~1 ns), die sich in beide Richtungen, 
d.h. Eingang und Ausgang, ausbreiteten. Irgendwann kam mir die Idee, 
dass dies mit der Bootstrapschaltung des Schaltreglers zusammenhängen 
könnte. Ein Serienwiderstand von einigen zig Ohm (nicht Milliohm) 
beseitigte dann das Problem.



Zu (+): Eine wichtige Ausnahme ist der Transduktor, bei dem ja gerade 
mittels einer Steuerspule eine Vormagnetisierung verursacht wird. Aber 
Transduktoren findet man heutzutage eher selten in normalen 
Schaltreglern.

[Andrew T. (marsufant)]

Andreas S. schrieb:
> Ein gutes Hilfsmittel zum Einkreisen der tatsächlichen Schallquelle ist
> ein Stroh- bzw. Plastikhalm, den man sich einseitig ins Ohr steckt und
> mit dem anderen Ende die Bauelemente abtastet.

Hmm, kann man sich auch gut wehtun ,)
Und weniger verletzungsintensiv: Ein billiges (ebay) Arzt-Stethoskop, 
bei dem man den Aufnehmer vorn entfernt.
Früher (tm) gab es im Flugzeug für die 2.Klasse Passagiere Kopfhörer mit 
vergleichbarer Technik ("Schlauch mit Ohrstöpsel"), das wäre auch etwas.

[Knoten im Taschentuch (Gast)]

Andrew T. schrieb:
> Früher (tm) gab es im Flugzeug für die 2.Klasse Passagiere Kopfhörer mit
> vergleichbarer Technik ("Schlauch mit Ohrstöpsel"), das wäre auch etwas.

Gibt es auch für Magnetresonanztomographen, damit sich der darin 
liegende Patient nicht am Brummen der Magnete erschreckt.

[Klaus R. (klara)]

ESP4096 S. schrieb:
> Wäre schön wenn mir Jemand sagen könnte wie ich das
> in Zukunft verhindern kann.

Du hast ja schon einige Antworten. Sie Spule kann pfeifen, aber eher 
schon die Kerkos.

Du hast 22 µF / 16 V bei 9 V eingesetzt. Geh mal auf folgenden Link.

https://ds.murata.co.jp/simsurfing/mlcc.html

Schau Dir mal den DC Bias für 22 µF / 16 V und X7R an.
Bei 9 V bleiben Dir noch 11,7 µF.

Bei 22 µF / 16 V und X5R und
 9 V bleiben Dir noch 5,2 µF.

Ich würde es mal mit 22 µF /35 V X7R versuchen.
Da bleiben Dir noch 21,3 µF.

Ich könnte mir denken, daß der spannungsabhänige Kapazitätsverlust etwas 
mit der Mikrofonie zu tun hat. Alternativ bleiben Dir noch Polymer 
Elkos.
mfg Klaus

[Jobst M. (jobstens-de)]

Nur ein Versuch: Ein paar pF über den oberen Feedback.

Gruß
Jobst

[Bernd (Gast)]

Hast Du mal geprüft, ob die Spule schon in Sättigung geht?

[Dieter (Gast)]

Drei unterschiedliche Elkos am Ausgang koennten eventuell helfen.

Auch mal ein Oszi ranhaengen hilft bei der Suche. Ein analoges Oszu 
waere da besser geeignet.

[Bernd (Gast)]

Dieter schrieb:
> Ein analoges Oszu
> waere da besser geeignet.
Warum genau? Weil die sich leichter einstellen lassen?
Nächste Frage: Wo gibt es die zu kaufen?

[Klaus R. (klara)]

Bernd schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Ein analoges Oszu
>> waere da besser geeignet.
> Warum genau? Weil die sich leichter einstellen lassen?
> Nächste Frage: Wo gibt es die zu kaufen?

Das Einzige was die Geräusche lokalisieren kann ist eine akustische 
Kamera.
https://www.youtube.com/watch?v=aBnXmB4EGhU

mfg Klaus

[Dieter (Gast)]

Bernd schrieb:
> Warum genau? Weil die sich leichter einstellen lassen?

Nicht nur leichter einstellen, ohne dass die Automusse dazwischen 
funken. Es ist vor allem der Continous-Modus mit Triggerung. An der 
betreffenden Stelle ändert sich beim analogen Oszi auch die Liniendicke 
als Nebeneffekt und ist dadurch besser (oder überhaupt) zu erkennen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

ESP4096 S. schrieb:
> Schaltung im Anhang
Zugehöriges Layout?

Denn wenn da z.B. die Feedbackleitung unter der Spule verläuft, dann ist 
es kein Wunder, wenn der Regler zwitschert...


BTW: du hast schon noch eine Sicherung vor deiner TVS-Diode D3?

[Andreas M. (amesser)]

Lt. Datenblatt sollten mindestens 2x4.7µF + 0.1µF Kerkos an den 
Eingang...

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Andreas M. schrieb:
> Lt. Datenblatt sollten mindestens 2x4.7µF + 0.1µF Kerkos an den Eingang...
Sind doch da.

Ob allerdings die 5mOhm ESR beim Elko erreichbar sind, ist fraglich. 
Mouser bietet nur Werte ab 9 mOhm an:
https://www.mouser.de/c/passive-components/capacitors/aluminum-electrolytic-capacitors/aluminum-electrolytic-capacitors-radial-leaded/?q=low%20esr

Aber man kann sich ja mal was wünschen...

Dafür sind die 100mOhm beim Kerko leicht erreichbar.

[Andreas M. (amesser)]

Lothar M. schrieb:
> Sind doch da

Ich sehe nur 1x2.2µF. Im Datenblatt steht "mindestens 4.7µF High 
Frequency Decoupling". Der Elko fällt für mich da nicht drunter.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Andreas M. schrieb:
> Im Datenblatt steht "mindestens 4.7µF High Frequency Decoupling"
Da steht "The typical recommended value for the high frequency 
decoupling capacitor is 4.7 µF or higher."

Aber es findet sich auch eine typische Anwendung, für die offenbar 2µ2 
ausreichen.

Ob es an diesem Kondensator liegt, das kann man im Zweifelsfall ja 
leicht ausprobieren und einen zweiten 2µ2 auf den bereits bestückten 2µ2 
löten.

Generell würde ich mich beim Design aber auch eher am Evalboard 
orientieren. Und zwar sowohl beim Schaltplan wie auch beim Layout...

[eric (Gast)]

Andrew T. schrieb:
> Zusammen mit dem Spulenkern subharmonische

In der Vorlesung heisst es immer: Es gibt keine Subharmonischen!
Woher sollten die auch kommen. Ich tippe auf Regelschwingungen.
Wenn man was hört, muss es sich auch mit einem Oszi nachweisen lassen.

[Andreas M. (amesser)]

Lothar M. schrieb:
> Generell würde ich mich beim Design aber auch eher am Evalboard
> orientieren. Und zwar sowohl beim Schaltplan wie auch beim Layout...

Auf jeden Fall hat das EVAL Board da ja doch ein paar Unterschiede. Ich 
gehe auch eher davon aus, das die Regelung hier das Problem ist. Da der 
TE für R1 150k hat, wird der 10pF Kondensator vermutlich noch viel 
wichtiger.

Grob simuliert hätte ich 10µH oder sogar noch weniger für die Spule 
benutzt, bei 12V In, 9.6V Out, 1A sind da gerade mal 250mA Ripple in der 
Spule. Da wirds schon ganz schön träge.

TI WEBENCH schlägt für den IC bei 12V in 9.6V Out 4.7µH, 47µF Ausgang, 
1µF Eingang vor.

[ESP4096 S. (esp4096)]

Ich habe den Tipp mit dem Röhrchen zur Ortung des kreischenden Bauteils 
befolgt.

Es ist wie einige hier schon vermutet haben, gar nicht die Spule, 
sondern die Kerkos am Ausgang! Besonders(oder nur) Cout3 macht richtig 
krach. Die große Last liegt Richtung +5VA an.

Der 7.5V LDO ist lediglich dazu da um den Noise aus der 
Versorgungsspannung zu bekommen (daher 2 LDOs in Reihe) hab ich hier 
irgendwo als Tipp gelesen.

Der Ripple aus dem Buck (37kHz, 0.54V ripple) kommt trotzdem bis zum 
+5VA durch (37kHz, 0.27V ripple).

[Andreas M. (amesser)]

Die Wirkung der Kerkos ist durch die Thermals ungefähr "Null". Die sind 
hier fehl am Platz. Der Rest des Layouts ist auch nicht viel besser. Die 
Strompfade sind gruselig, Isolationsabstände zu klein. Wenn man frisch 
an dem Thema ist sollte man sich an den Vorschlägen aus dem DB 
orientieren.

Das ein Standard LDO 500 kHz Ripple filtert halte ich auch für ein 
Gerücht. Was sind das für LDOs?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

ESP4096 S. schrieb:
> hab ich hier irgendwo als Tipp gelesen.
Nutzloser Tipp.

> Der Ripple aus dem Buck (37kHz, 0.54V ripple)
Dein Regler schwingt.

> kommt trotzdem bis zum
> +5VA durch (37kHz, 0.27V ripple).
1. die Spannungsregler sind nicht zum Ausregeln solch hoher Frequenzen 
geeignet
2. Du hast diese Schwingung sehr wahrscheinlich auch auf der Masse (miss 
mal Masse gegen Masse: Masseklemme an einen Massepunkt, Tastkopf an 
einen anderen Massepunkt)

> Angehängte Dateien:
>             cve.png
Du solltest dir mal unbedingt die Layout Recommendations vom Datenblatt 
und das Layout des Evalboards anschauen.

Im Besonderen solltest du den Laststrom nicht über die Feedbackleitung 
führen.

[Jobst M. (jobstens-de)]

Lothar M. schrieb:
> LMR51420_Evalboard.PNG

Ach, sieh mal einer an: C7

Ich fühle mich in meiner ersten Vermutung bestätigt.
Auch weil in der Schaltung des TO der Komfortbereich für Rfbt schon 
verlassen wurde.
(Siehe Kapitel '8.3.2 Adjustable Output Voltage' im Datenblatt)

Auch die 37kHz bei 500kHz Schaltfrequenz lassen darauf schließen, dass 
hier zumindest ein Teil der Probleme liegt.

Hinzu kommt das wirklich miese Layout, bei dem sich weder um Stromflüsse 
Gedanken gemacht wurde, noch die Vorschläge aus dem Datenblatt beachtet 
wurden.

Im Bild siehst Du, wie wechselweise die Ströme bei einem 
Step-Down-Schaltregler (blaue Kiste) fließen. Diese beiden Kreise (rosa 
und gelb) müssen so klein wie möglich gehalten und ohne Hindernisse 
realisiert werden.

Um einen ausgangsseitigen Ripple klein zu bekommen, nimmt man ein 
Filter, bestehend aus Spule und Kondensator.
Kann man auch am Eingang machen, wenn man in die Richtung Störungen 
minimieren möchte.


Gruß
Jobst

[ESP4096 S. (esp4096)]

Andreas M. schrieb:
> Die Wirkung der Kerkos ist durch die Thermals ungefähr "Null".

Meinst du die Thermal Reliefs? Gut, die hab ich da nur weil ich 
Thombstonning vermeiden will. Wenn es einen Unterschied macht, dann 
nehme ich die mal raus.

> Das ein Standard LDO 500 kHz Ripple filtert halte ich auch für ein
> Gerücht.

Tun sie auch tatsächlich nicht.

> 2. Du hast diese Schwingung sehr wahrscheinlich auch auf der Masse (miss
> mal Masse gegen Masse: Masseklemme an einen Massepunkt, Tastkopf an
> einen anderen Massepunkt)

Mache ich.


> Ich fühle mich in meiner ersten Vermutung bestätigt.
> Auch weil in der Schaltung des TO der Komfortbereich für Rfbt schon
> verlassen wurde.
> (Siehe Kapitel '8.3.2 Adjustable Output Voltage' im Datenblatt)

Webench hatte mir sogar (für 9V) 309kOhm für Rfbt vorgeschlagen. Daher 
gehe ich nicht von einem Problem aus, da es aber nichts kostet, werde 
ich die empfohlenen 100k für das nächste Layout einhalten.

> Hinzu kommt das wirklich miese Layout, bei dem sich weder um Stromflüsse
> Gedanken gemacht wurde, noch die Vorschläge aus dem Datenblatt beachtet
> wurden.
>

Ich finde das sehr interessant, da ich mir tatsächlich um die 
Stromverläufe und insbesondere die Vorschläge aus dem Datenblatt 
Gedanken gemacht habe...

> Im Bild siehst Du, wie wechselweise die Ströme bei einem
> Step-Down-Schaltregler (blaue Kiste) fließen. Diese beiden Kreise (rosa
> und gelb) müssen so klein wie möglich gehalten und ohne Hindernisse
> realisiert werden.

In den beiden Bildern habe ich das mal eingezeichnet. Mein bisheriges 
Layout [Grünes Bild] entspricht im Übrigen (bis auf Cout2 und Cout3) 
genau dem Vorschlagslayout, um so verwunderter bin ich, dass das hier 
von 3 Leuten kritisiert wurde.

(Das KiCAD Bild [Rot] ist nicht exakt das produzierte Board, ich habe 
das Board auf dem ich tatsächlich Messe nochmal als Screenshot 
angehangen [Grünes Bild])

> Um einen ausgangsseitigen Ripple klein zu bekommen, nimmt man ein
> Filter, bestehend aus Spule und Kondensator.

Das ist mein nächstes Ziel. Die Dimensionierung der Teile ist mir nur 
noch nicht klar.

Ich bin für alle Vorschläge offen die Kreise noch kleiner zu machen ohne 
auf der Rückseite Bauteile zu verwenden. Und ich würde gerne erfahren, 
was das Buck Layout, welches ich nach Vorgabe ausgelegt habe, so "Mies" 
und "Gruselig" macht. Scheint etwas sehr offensichtliches zu sein was 
ich wohl übersehen habe.

[Jobst M. (jobstens-de)]

ESP4096 S. schrieb:
> Scheint etwas sehr offensichtliches zu sein was
> ich wohl übersehen habe.

Du möchtest uns verscheissern? Du zeigst uns hier ein Layout mit 
offensichtlichen und groben Fehlern und sagst später, dass das ja gar 
nicht das Board sei? Im neuen Layout ist dann das gröbste Problem nicht 
mehr vorhanden.
Aber erstmal werden Ströme quer über irgendwelche Leiterbahnen gezogen, 
als wenn sie dort lang könnten, mit der Behauptung, dass das doch alles 
okay wäre.

Ich vermute, dass Dir beim 2. Bild dann der Satz "Trace on the bottom 
layer" aufgefallen ist und Du nochmal eben schnell Dein Layout geändert 
hast, mit der Schutzbehauptung, das wäre eigentlich das Layout mit dem 
Problem.

Wenn das Dein Layout ist, dann knall doch mal 10-22pF über Rfbt dazu.
(Einfach dran löten, kein neues Layout, keine neue Platine machen. 
Erstmal.)
Das sollte auch etwas dagegen helfen, dass Dein GND des Spannungsteilers 
nicht an der Ausgangsspannung misst (2. Problem). Da sollte er aber hin, 
wenn er richtig regeln soll. (Siehe auch Layout example)

ESP4096 S. schrieb:
> Webench hatte mir sogar

Vertraue dem DB, nicht einer SW, auch wenn sie von TI ist. DBs sind zwar 
nicht immer Fehlerfrei, aber relativ häufig.


- Das Thermal am ausgangsseitigen Anschluss der Spule ist überflüssig. 
Behindert den Stromfluss ebenfalls.
- Schiebe CBoot1 rechts neben IC2
- Schiebe Cout[1-3] über IC2 und CBoot1. Rechts der Spule.
- Drehe die Spule um 90° (Uhrzeigersinn)
- Schiebe die Spule dicht an IC2, so dass die Unterkanten beider 
Bauteile bündig abschneiden.
- Schiebe GND von C60 so, dass es in Flucht mit der Masse unter IC2 
liegt.
- Setze rechts von CBoot Deine Rfb und ziehe je eine Leitung an die 
Anschlüsse von Cout3 (Vout + GND). Spende Rfbt parallel einen Footprint 
für einen Kondensator - egal ober dieser später bestückt wird oder 
nicht.
- Nimm die Last nur von Cout[1-3] ab.
- Bis auf die 2 Leitungen nur GND auf der Unterseite. Etliche GND Vias 
setzen.


Gruß
Jobst

[Andreas M. (amesser)]

Jobst M. schrieb:
> Du möchtest uns verscheissern? Du zeigst uns hier ein Layout mit
> offensichtlichen und groben Fehlern und sagst später, dass das ja gar
> nicht das Board sei?

Sowas in der Art wollte ich auch schreiben, mir fehlten aber die 
richtigen Worte. Das Thema hat sich für mich damit erledigt.

[ESP4096 S. (esp4096)]

Jobst M. schrieb:
> ESP4096 S. schrieb:
>> Scheint etwas sehr offensichtliches zu sein was
>> ich wohl übersehen habe.
>
> Du möchtest uns verscheissern?

Nein. Dazu ist mir meine und eure Zeit zu schade.

> nochmal eben schnell Dein Layout geändert
> hast, mit der Schutzbehauptung, das wäre eigentlich das Layout mit dem
> Problem.

Nein. Siehe Bild.

Tut mir leid ist dumm gelaufen, ich hatte schlicht keine Save mehr von 
dem alten Layout und das neue ist ein Screen wo ich mitten im Prozess 
war viele Dinge zu verschieben, deswegen fehlen auch 90% der Vias, die 
du auf dem Foto siehst. Scheiße gelaufen und tut mir leid das dadurch 
falsche Annahmen getroffen wurde, denn deine weiteren Ausführungen sind 
für mich super hilfreich...

>
> Wenn das Dein Layout ist, dann knall doch mal 10-22pF über Rfbt dazu.
> (Einfach dran löten, kein neues Layout, keine neue Platine machen.
> Erstmal.)
> Das sollte auch etwas dagegen helfen, dass Dein GND des Spannungsteilers
> nicht an der Ausgangsspannung misst (2. Problem). Da sollte er aber hin,
> wenn er richtig regeln soll. (Siehe auch Layout example)

Hab ich gemacht: bringt leider gar nichts. Wenn ich aber einen fetten 
220uF Elko an Cout3 hänge, ist das kreischen weg und ich komme von 37kHz 
Ripple auf 33... trotzden nicht berauschend. Also weiter.


> - Das Thermal am ausgangsseitigen Anschluss der Spule ist überflüssig.
> Behindert den Stromfluss ebenfalls.
> - Schiebe CBoot1 rechts neben IC2
> - Schiebe Cout[1-3] über IC2 und CBoot1. Rechts der Spule.
> - Drehe die Spule um 90° (Uhrzeigersinn)
> - Schiebe die Spule dicht an IC2, so dass die Unterkanten beider
> Bauteile bündig abschneiden.
> - Schiebe GND von C60 so, dass es in Flucht mit der Masse unter IC2
> liegt.
> - Setze rechts von CBoot Deine Rfb und ziehe je eine Leitung an die
> Anschlüsse von Cout3 (Vout + GND). Spende Rfbt parallel einen Footprint
> für einen Kondensator - egal ober dieser später bestückt wird oder
> nicht.
> - Nimm die Last nur von Cout[1-3] ab.
> - Bis auf die 2 Leitungen nur GND auf der Unterseite. Etliche GND Vias
> setzen.


Habe ich alles so umgesetzt. Siehe "new". Das Ganze Ding ist durch deine 
Anordnung nochmal deutlich  kompakter und ich greife nicht "irgendwo" 
Sense und Last ab. Dahinter kommt noch ein LC-Filter.

Den einzige Punkt den ich nicht ganz hinbekommen habe, war:

> ziehe je eine Leitung an die Anschlüsse von Cout3 (Vout + GND)

Da es eine Groundfläche ist, lässt mich KiCAD keine dedizierte GND 
Leitung ziehen. Gibt es eine Möglichkeit das trotzdem in KiCAD zu machen 
(sofern es nötig ist)?

[Jobst M. (jobstens-de)]

ESP4096 S. schrieb:
> Tut mir leid ist dumm gelaufen

Okay. Passiert.

ESP4096 S. schrieb:
>> Spende Rfbt parallel einen Footprint für einen Kondensator

> Habe ich alles so umgesetzt.

Den Punkt zumindest nicht 100%ig.

Du hattest auch geschrieben, dass Du 10-22pF parallel zu Rfbt gelötet 
hast.
Hast Du den genau so wie im neuen Layout 'verdrahtet' oder nur parallel 
zum R?
Gedacht war von mir parallel nur zum R - so wie C7 hier:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/577331/LMR51420_Evalboard.PNG
Und so meinte ich das natürlich auch im neuen Layout: Nicht gegen GND.

ESP4096 S. schrieb:
>> ziehe je eine Leitung an die Anschlüsse von Cout3 (Vout + GND)
>
> Da es eine Groundfläche ist, lässt mich KiCAD keine dedizierte GND
> Leitung ziehen.

Du kannst KiCad sagen, dass dort eine Aussparung in der Fläche sein 
soll. Muss aber nicht sein. Man könnte sich überlegen, Unter Rfbt die 
Massefläche zu unterbrechen.

Bevor Du neue Platinen machen lässt, würde mich aber dennoch 
interessieren, ob das Problem noch an anderer Stelle liegt.

Trenne mal die Leitung zu dem Verbraucher rechts. (X auf Leiterbahn im 
Bild).
Sollten die Schwingungen danach behoben sein, versuch mal den 
Verbraucher mittels Draht an Cout3 oder 2 zu packen.

2. Versuch: Entferne Rfbb1 und setze ihn an die Massefläche wie 
aufgemalt.

3. Ich habe hier auch nochmal eingezeichnet, wo der Kondensator 
einzulöten ist.


Gruß
Jobst

[ESP4096 S. (esp4096)]

Ich hab den Übeltäter gefunden!

Habe gestern alles in jeglichen Kombinationen und Ausführungen probiert 
wie du vorgeschlagen hast.
Ein paar schaurige Konstruktionen habe ich angehangen. Am Ende hat es 
alles nichts gebracht. Wechsel von Labornetzteil zu 
Autobatterieversorgung brachte dann nochmals deutlich sauberere Spannung 
(und Schwingung auf Masse <2mV), aber der fette Ripple blieb, sobald ich 
die Last angeschlossen habe und der Buck mal was tun musste.

Mit einer 47uH Spule in Kombo mit einem 220uF wurde das Ganze dann schon 
Ansehnlicher (100mV Ripple) aber das kann es ja nicht sein...

Irgendwann mal den 7V LDO raus geschmissen und überbrückt. Hat sich ja 
sowieso als nutzlos heraus gestellt.

Zack, nur noch 20mV Ripple auf dem  "Experiement"-Board! Das selbe noch 
mal auf einem frischen Board ohne Modifikationen bis auf U7 zu entfernen 
und da waren es nur noch 9 bis 11mV auf der 9,6V Leitung und 5-7mV 40kHz 
hinter dem 5V LDO! Das Kreischen des Cout3 ist auch weg.

Um zu sagen was genau da so dermaßen schief lief fehlt mir die 
Erfahrung, aber das ein LDO vor einem Anderen so ein Problem darstellt 
hätte ich nicht erwartet.

Jobst M. schrieb:
> Und so meinte ich das natürlich auch im neuen Layout: Nicht gegen GND.

Geändert. Auch wenn das Alte Buck design nun doch funktioniert, die 
Fehler im Layout bleiben und ich übernehme das Neue.

Vielen Dank für die Zeit, die Hinweise und Lösungsansätze <3

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

ESP4096 S. schrieb:
> Um zu sagen was genau da so dermaßen schief lief fehlt mir die
> Erfahrung, aber das ein LDO vor einem Anderen so ein Problem darstellt
> hätte ich nicht erwartet.

Der große Unterschied zwischen normalen Linearreglern und LDOs besteht 
darin, dass bei einem Nicht-LDO die Eingangsspannung am Kollektor bzw. 
Drain eingespeist und am Emitter bzw. Source abgegriffen wird, und bei 
einem LDO eben umgekehrt. Das Regelverhalten für hohe Frequenzen (hoch = 
schneller als die interne Regelschleife) ist dabei völlig gegensätzlich. 
Bei einem Nicht-LDO verhält sich der Serientransistor wie eine 
Konstantstromquelle, d.h. Spannungsschwankungen am Eingang werden schon 
durch die Kennlinie des Transistors ausgebügelt, ohne dass die 
Regelschleife eingreifen kann/muss. Der Serientransistor eines LDO 
verhält sich jedoch bezüglich der Störungen am Eingang wie ein 
Verstärker bzw. Impedanzwandler in Basisschaltung (bzw. Gate-Schaltung), 
d.h. kleine Störspannungen werden in große Störungen am Ausgang 
transformiert! Jegliche Störungen müssen also durch die Regelschleife 
ausgeregelt werden, d.h. außerhalb ihres Frequenzbereichs ist sie 
wirkungslos bzw. sogar kontraproduktiv.

Bezüglich Störungen, die über den Ausgang eingekoppelt werden, z.B. bei 
steilen Sprüngen in der Stromaufnahme der angeschlossenen Schaltung, ist 
ein LDO ebenfalls nachteilig. Der Serientransistor eines klassischen 
Linearreglers regelt sie großenteils schon durch die steile Kennlinie 
seiner Basis-Emitter-Strecke aus, ohne dass die Regelschleife eingreifen 
muss. Ein LDO verhält sich hier wesentlich "weicher", das solche 
Lastsprünge eben nicht die Ansteuerung des Serientransistors verändern, 
sondern sich dessen Kollektor bzw. Drain wie eine Konstantstromquelle 
verhält.

Daher verstehe ich nicht, warum heutzutage so viele Dilletanten den 
Begriff LDO als synomym für Linearregler betrachten und auch einen LDO 
in den Fällen einsetzen, in denen ein klassischer Linearregler deutlich 
überlegen wäre.

[Alfred B. (alfred_b979)]

Andreas S. schrieb:
> Daher verstehe ich nicht, warum heutzutage so viele Dilletanten den
> Begriff LDO als synomym für Linearregler betrachten

Leider verbreitet sich das auch bei Herstellern:

https://www.infineon.com/cms/de/product/power/linear-voltage-regulator/

Die falsche Begriffsverwendung (incl. Folgen) scheint so gut
wie unaufhaltbar.

[Dieter (Gast)]

Alfred B. schrieb:
> Die falsche Begriffsverwendung (incl. Folgen) scheint so gut
> wie unaufhaltbar.

Die Quotenverdummung macht dort natürlich auch nicht halt. ;o)) ;o))

[Bernd (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> Daher verstehe ich nicht, warum heutzutage so viele Dilletanten den
> Begriff LDO als synomym für Linearregler betrachten und auch einen LDO
> in den Fällen einsetzen, in denen ein klassischer Linearregler deutlich
> überlegen wäre.
Bisher ist mir noch kein Vergleich der Reglertypen hinsichtlich der 
Stabilität begegnet, wie hier bei Dir. Danke!
Und weil 'alle' nur auf die niedrigere Drop-Out-Spannung und damit u.u. 
eingehend die geringere Verlustleistung eingehen, wird das wohl auch 
noch eine Weile so bleiben.
Das LDOs weniger gutmütig auf Ein- bzw. Ausgangskapazität reagieren ist 
mir auch schon aufgefallen (die Schaltung lief trotz Sägezahn auf der 
Versorgung...).

Alfred B. schrieb:
> Die falsche Begriffsverwendung (incl. Folgen) scheint so gut
> wie unaufhaltbar.
Der Untergang des Abendlandes droht!
;-)

[Alfred B. (alfred_b979)]

Bernd schrieb:
> Und weil 'alle' nur auf die niedrigere Drop-Out-Spannung und damit u.u.
> eingehend die geringere Verlustleistung eingehen

Speziell die Maker-Fraktion interessiert_sich primär nur dafür...

Man will nur nicht glauben, daß Hersteller diesem Unding Rechnung
tragen (diese Negativspirale somit praktisch vollst. schließen).

Bernd schrieb:
> Alfred B. schrieb:
>> Die falsche Begriffsverwendung (incl. Folgen) scheint so gut
>> wie unaufhaltbar.
> Der Untergang des Abendlandes droht!
> ;-)

So weit würde ich nun nicht gehen wollen. ;-)
(Bzw.: Bestimmt nicht allein dadurch, aber...)

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Alfred B. schrieb:
> Leider verbreitet sich das auch bei Herstellern:

Die Hesteller bzw. deren Marketingabteilungen müssen natürlich auf ihre 
potentiellen Kunden reagieren. Vermutlich werten sie die Suchbegriffe in 
deren interner Suchmaschine aus und finden dann Unmengen von Suchen nach 
"LDO". Da aber absehbar ist, dass nicht jeder Entwickler wirklich einen 
LDO benötigt, muss dieser Begriff aber trotzdem so prominent auf der 
Produktseite und im Datenblatt stehen, dass auch normale Linearregler 
darüber gefunden werden. In Bezug auf externe Suchmaschinen (Google 
usw.) ist die Sache natürlich noch klarer, da der Hersteller auf nicht 
mit einem Code in der Suchbegriff den Suchbegriff "LDO" einfach ersetzen 
könnte durch "Linearregler", sondern hierfür auf die KI der 
Suchmaschinenanbieter angewiesen wäre.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Alfred B. schrieb:
>> Der Untergang des Abendlandes droht!
>> ;-)
>
> So weit würde ich nun nicht gehen wollen. ;-)
> (Bzw.: Bestimmt nicht allein dadurch, aber...)

Doch. Die Steuerungen für den Abschuss strategischer Nuklearwaffen usw. 
basieren ja teils aus ziemlich altertümlicher Elektronik. Wenn 
irgendwann diese Systeme durch etwas moderneres ersetzt werden, befinden 
sich darin auch Unmengen an LDOs. Und nur weil der Praktikant zu faul 
oder dumm war, "linear voltage regulator" korrekt zu schreiben, wird 
dadurch der dritte Weltkrieg ausgelöst.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Dieter schrieb:
> Alfred B. schrieb:
>> Die falsche Begriffsverwendung (incl. Folgen) scheint so gut
>> wie unaufhaltbar.
>
> Die Quotenverdummung macht dort natürlich auch nicht halt. ;o)) ;o))

Das hat nichts mit irgendwelchen Quoten zu tun, sondern nur mit Faulheit 
und mangelnder fachlicher Qualifikation. Und das ist völlig unabhängig 
von irgendwelcher politischer Couleur.

[Dieter (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> sondern nur mit Faulheit
> und mangelnder fachlicher Qualifikation.

Und das hängt mit Quotenregelungen zusammen, wenn Quote Vorranng vor 
fachlicher Qualifikation hat ...

[ESP4096 S. (esp4096)]

Andreas S. schrieb:
> Daher verstehe ich nicht, warum heutzutage so viele Dilletanten den
> Begriff LDO als synomym für Linearregler betrachten und auch einen LDO
> in den Fällen einsetzen, in denen ein klassischer Linearregler deutlich
> überlegen wäre.

Der Dilettant hat jetzt jetzt mal den BA05CC0FP-E2 durch einen guten 
alten 7805 ersetzt (Passte vom Package gerade so drauf). Jetzt habe ich 
so wenig Störungen, dass mein China-Oszi nicht mehr fein genug (max. 
50mV/div) auflöst.