Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LC Filter nach LDO nötig?


von LC (Gast)


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Hallo,

benötigt man einen LC Filter nach einem LDO?

Schaltnetzteil 12V - > LDO 3,3V -> LC-Filter -> Analoge 
Spannungsversorgung


Oder ist das nach einem LDO typischerweise nicht nötig...

Schaltnetzteil 12V - > LDO 3,3V -> Analoge Spannungsversorgung


Danke!

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Was steht denn im Datenblatt deines LDO?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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LC schrieb:
> Hallo,
>
> benötigt man einen LC Filter nach einem LDO?
>

Nein, außer man hätte besondere Anforderungen an die Reinheit der 
Versorgungsspannung. Dann stört aber auch das Schaltnetzteil.

mfG

: Bearbeitet durch User
von Alexxx (Gast)


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>> benötigt man einen LC Filter nach einem LDO?
Das wäre völliger Quatsch!
Wenn, dann VOR dem LDO: Ferrit-Bead + ker.-C
Außerdem haben moderne, gute LDOs eine sehr hohe PSRR bis zu recht hohen 
Frequenzen, dann ist sogar keine Eingangsfilterung nötig.
Bei Schaltnetzteilen ist noch zu beachten, dass da das Massepotential 
mitschwingen kann. Dann ist eine stromkompensierte Gegentaktdrossel
angesagt (aber dahinter TVS-Diode nicht vergessen)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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LC schrieb:

> benötigt man einen LC Filter nach einem LDO?

Die Frage ist ungefähr so sinnvoll wie "Braucht man eine extra Decke zum 
Schlafen?". Kein weiß, wie kalt es im Zimmer wird. Und wie warm du es 
haben willst.

> Schaltnetzteil 12V - > LDO 3,3V -> LC-Filter -> Analoge
> Spannungsversorgung
>
> Oder ist das nach einem LDO typischerweise nicht nötig...

Das mag dich jetzt überraschen, aber es gibt nicht nur den einen LDO. 
Die haben durchaus verschiedene Kennwerte, insbesondere auch bei der 
Ripplespannungs-Unterdrückung. Außerdem ist diese auch noch 
frequenzabhängig.

Der Rechnungsweg ginge ungefähr so:

1. wieviel Ripple bei welcher Frequenz liefert dein Schaltnetzteil bei 
deiner typischen Belastung? (Datenblatt)

2. um welchen Faktor underdrückt dein LDO den Ripple? (Datenblatt)

3. ist der resultierende Ripple auf der analogen Versorgung klein genug?

Und wenn bei 3. dann ein "nein" herauskommt, dann brauchst du ein extra 
Filter. Das würde ich dann aber vor den LDO setzen.

von jemand (Gast)


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Nein.
Außerdem können LC-Filter Instabilität verursachen. Gern dann, wenn sie 
eine hohe Güte haben und eine Resonanzfrequenz im kHz-Bereich liegt.
LC-Filter verbaut man daher nur, wenn man einen Grund dafür hat. Dann 
kennt man auch Art und Frequenz der Störung und kann sie entsprechend 
auslegen. Blind sollte man sowas nicht verbauen.

Will man eine ruhige Ausgangsspannung haben, sollte man lieber auf 
einige Parameter bei der Auswahl des Reglers achten. Das bringt meist 
mehr.

"Output noise"
Gibt an, wie stark der Regler rauscht. Sollte natürlich klein sein.

"Power supply rejection ratio"
Gibt an, wie stark der Regler Störungen auf der Eingangsspannung 
unterdrücken kann. Hier insbesondere auf den Frequenzgang achten. 
Üblicherweise reduziert sich das mit -20dB/Dekade. Wenn man also 
Störungen im kHz-Bereich unterdrücken will, heißt das Augen auf bei der 
Auswahl.

Die beiden Angaben findet man eigentlich in jedem besseren Datenblat bei 
Linearreglern.

von sv (Gast)


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Alexxx schrieb:
>>> benötigt man einen LC Filter nach einem LDO?
> Das wäre völliger Quatsch!
> Wenn, dann VOR dem LDO:

Ganz genau. Nach linearem Spannungsregler würde ein passives Filter
(obwohl L weniger als R) über den stromabh. Spannungsfall die Regelung
der Ausgangsspannung (gerade davor erfolgt) wieder ad absurdum führen.

> Ferrit-Bead + ker.-C

Ja, für minimalen Platzbedarf. (Falls (ist es aber oft) ein Kriterium,
notfalls geht auch ein Doppellochkern oder sogar richtige Spule, für
HF geeignet aber (hohe Eigenresonanzfrequenz).)


> Außerdem haben moderne, gute LDOs eine sehr hohe PSRR bis zu recht hohen
> Frequenzen, dann ist sogar keine Eingangsfilterung nötig.

Außer evtl. bei extremen Störern. Kombination hier zeigen, auch für:

> Bei Schaltnetzteilen ist noch zu beachten, dass da das Massepotential
> mitschwingen kann. Dann ist eine stromkompensierte Gegentaktdrossel
> angesagt (aber dahinter TVS-Diode nicht vergessen)

Also: Filterung vor dem Linearregler kann sinnvoll (oder sogar nötig) 
sein (Gegentakt- (LC) oder Gleichtakt- (CMC (Stromkompensierte Drossel)) 
Störungen ausfiltern, die dieser selbst nicht "schafft"), ist aber so 
pauschal kaum zu beantworten. Besser zeigt man das alles mal hier vor.

von sv (Gast)


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sv schrieb:
> richtige Spule

Wäre es mit Doppellochkern auch, gemeint war Festinduktivität
(was also als Spule, Drossel für Filter- oder Speicherzwecke
(teils gleichermaßen) angeboten wird).

Ein Bead ist nicht wirklich als Spule erkennbar.  :)

von Dennis M. (4source)



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Alexxx schrieb:
> Wenn, dann VOR dem LDO: Ferrit-Bead + ker.-C

Handelt es sich bei dem Beigelegtem Bild um so eine Schaltung?
(Orange) Ferrit-Bead + ker.-C
(Blau) LDO

Hier wäre in diesem Fall dieser jedoch nach dem LDO aber auch nur für 2 
der Spannungsversorgungspins laut Datenblatt notwendig.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dennis M. schrieb:
> Hier wäre in diesem Fall dieser jedoch nach dem LDO aber auch nur für 2
> der Spannungsversorgungspins laut Datenblatt notwendig.

Hier ist es eher so, das man nicht möchte, das die Versorgung für die 
PLL im Takt des PHY zittert. Also entkoppelt man beide Spannungen 
voneinander mit der LC Kombi.

von Tobias M. (tobiasmaler)


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Nein, das brauchst du nicht unbedingt

von Dennis M. (4source)


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Matthias S. schrieb:

> Hier ist es eher so, das man nicht möchte, das die Versorgung für die
> PLL im Takt des PHY zittert. Also entkoppelt man beide Spannungen
> voneinander mit der LC Kombi.

Kennst du dich damit aus weil ich weiß nicht wie ich die Spule 
dimensionieren muss im Datenblatt finde ich keine angaben dazu oder hab 
zu wenig wissen wonach ich suchen muss.

von sv (Gast)


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Dennis M. schrieb:
> ich weiß nicht wie ich die Spule
> dimensionieren muss im Datenblatt finde ich keine angaben dazu oder hab
> zu wenig wissen wonach ich suchen muss

Datenblatt? Welches denn?

Also genau wie sich zuvor schon die gesamte Problematik in diesem
Thread um die genaue Anwendung (Zweck, Teile, Layout - siehe Axels
Post dazu) gedreht hat, dreht es sich halt immer darum.

Geht's um obige Schaltung (geposteter Schaltplan)? Oder war die halt
einfach nur ein Beispiel? (Und Du vergaßt zu sagen, worum es sich
hier exakt dreht? Kann ja passieren.)

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

ein klein wenig kann ich dir helfen. In deinem Schaltplan steht FB 1k 
100MHz. Bedeutet ein Ferrite Bead der bei 100MHz 1kOhm haben sollte.
Bsp. muRata BLM31KN102SN1L / BLM31KN102SN1B oder von Würth 742792141. 
Irgendwie sowas. Etwas größer von Würth 6 Loch Bead 74275143.

von Dennis M. (4source)


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Veit D. schrieb:
> Hallo,
>
> ein klein wenig kann ich dir helfen. In deinem Schaltplan steht FB 1k
> 100MHz. Bedeutet ein Ferrite Bead der bei 100MHz 1kOhm haben sollte.
> Bsp. muRata BLM31KN102SN1L / BLM31KN102SN1B oder von Würth 742792141.
> Irgendwie sowas. Etwas größer von Würth 6 Loch Bead 74275143.

Ja sowas hab ich auch schon gesehen mich hat halt das schaltzeichen 
verwirrt weil das ja eigentlich eine Spule darstellt und keine Schottky 
Diode(Ferrite Bead)

Dennis

von Jens G. (jensig)


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Dennis M. schrieb:
> Ja sowas hab ich auch schon gesehen mich hat halt das schaltzeichen
> verwirrt weil das ja eigentlich eine Spule darstellt und keine Schottky
> Diode(Ferrite Bead)

Eine Ferrit Bead (Ferrit-Perle) ist technisch gesehen auch nur eine 
Spule, und keine Schottkydiode. Oder was wolltest Du jetzt mit diesem 
Satz sagen?

von Dennis M. (4source)


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Jens G. schrieb:
> Eine Ferrit Bead (Ferrit-Perle) ist technisch gesehen auch nur eine
> Spule, und keine Schottkydiode. Oder was wolltest Du jetzt mit diesem
> Satz sagen?

Ah ok das klärt einiges auf...
Entweder hat Google mich verarscht oder ich hab mich verlesen.
Also benötige ich eine Ferrit Bead mit den angegebenen 1k@100MHz. Was 
KEINE Schottky Diode ist.

Ohh man das hat viele Stunden kaputt gemacht 😡

von Gustl B. (-gb-)


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Nun, das in dem Schaltplan ist eine Empfehlung, aber wie man bei viel 
Hardware sieht, halten sich selbst größere Hersteller nicht exakt daran.

Also ob das ein Ferrit mit 1 kOhm@1MHz ist oder einer mit 2 kOhm@1MHz 
oder nur 500 Ohm@1MHz dürfte egal sein, genauso ob da jetzt jeweils ein 
oder zwei Kondensatoren dran hängen. Statt Ferrit könntest du auch einen 
kleinen Widerstand nehmen mit 10 ... 50 Ohm.
Was du auch machen kannst ist einen LDO nehmen mit hoher PSRR. Da gibt 
es extra Modelle um besonders glatte Spannungen zu erzeugen wie die 
LT3042/LT3045. Die kosten aber ordentlich, da sind ein paar passive 
Bauteile mehr wohl sinnvoller.

von foobar (Gast)


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Bei sowas wie von Dennis gezeigt, geht es darum, die von der versorgten 
Baugruppe auf der Versorgungsspannung erzeugten Störungen vom Rest der 
Schaltung fernzuhalten.  Der Filter befindet sich also (wie 
Entkoppelkondensatoren) nah an der Baugruppe und nicht zentral am LDO.

von Dennis M. (4source)


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Also vielen Dank für eure Hilfe das hat echt viel gebracht. Kann mir 
irgendjemand was empfehlen wo es gut erklärt wird das ganze HF bzw. 
Spannungen glätten sowas. Also nur wenn jemand etwas gutes weiß. Sonst 
auch gerne Schlagwörter.

Hab in diesem Thema noch eindeutig nachhol Bedarf...

Dennis

von Harald J. (Gast)


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Nimmt Durchführungskondensatoren 1uF die sperren über einen sehr weiten 
Frequenzbereich.

von Dennis M. (4source)


Angehängte Dateien:

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sv schrieb:
> Datenblatt? Welches denn?

Sorry habe vergessen das noch zu schicken. Da das Datenblatt(FT2232H) 
eher umfangreich ist ziehe ich mal die meiner Meinung nach Interessanten 
Teile heraus. (Siehe Bilder)

Seite 10 Steht das ein LC Filter an den beiden Pins Empfohlen ist.

Seite 49 sind noch ein paar Angaben zu diesen Pins.

Seite 50 der vom Hersteller empfohlene Schaltplan.

> Geht's um obige Schaltung (geposteter Schaltplan)? Oder war die halt
> einfach nur ein Beispiel? (Und Du vergaßt zu sagen, worum es sich
> hier exakt dreht? Kann ja passieren.)

Ja es geht genau um diesen habe mal den ganzen Schaltplan als PDF 
(ESP32-PROG) angefügt.

Es geht um eine USB zu UART/JTAG Adapter zum Programmieren/Debuggen von 
ESP32.

von sv (Gast)


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Dennis M. schrieb:
>> Geht's um obige Schaltung (geposteter Schaltplan)? Oder war die halt
>> einfach nur ein Beispiel? (Und Du vergaßt zu sagen, worum es sich
>> hier exakt dreht? Kann ja passieren.)
>
> Ja es geht genau um diesen

Ok, danke. Ich war mir nur nicht ganz sicher.

Allerdings haben mittlerweile andere User schon viel dazu
gesagt - genug sozusagen. Frag ruhig, falls noch was unklar.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dennis M. schrieb:
> Seite 50 der vom Hersteller empfohlene Schaltplan.
Jetzt wäre noch das vom Hersteller empfohlene Layout interessant. Denn 
es ist kein Zufall, dass ganz nahe bei den beiden Vcc-Pins jeweils ein 
Massepin sitzt (und beim PLL-Pin 9 sogar einer, der explizit anders 
heißt als alle anderen GND-Pins...).

Kurz: die Pins 9+10 sowie 4+5 müssen jeweils zusammen betrachtet 
werden.

von Dennis M. (4source)


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Lothar M. schrieb:
> Dennis M. schrieb:
>> Seite 50 der vom Hersteller empfohlene Schaltplan.
> Jetzt wäre noch das vom Hersteller empfohlene Layout interessant. Denn
> es ist kein Zufall, dass ganz nahe bei den beiden Vcc-Pins jeweils ein
> Massepin sitzt (und beim PLL-Pin 9 sogar einer, der explizit anders
> heißt als alle anderen GND-Pins...).
>
> Kurz: die Pins 9+10 sowie 4+5 müssen jeweils zusammen betrachtet
> werden.

Bei dem PIN 10 handelt es sich um den Analog GND Pin. (Seite 10)
Ich halte das eher für unwahrscheinlich da das nirgends erwähnt wird.

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