我对电子产品和electronics.SE.com 非常陌生,这是我的第一个项目,如果我的问题遗漏了一些关键信息,请多多包涵(在这种情况下,只需发表评论,我会尝试添加缺失的位)。
我已经构建了一个设备,可以控制超过 106 个不同通道的大约 500 个 LED。基本上设计是:
- 1 个开关 24V 3A 电源
- 1个输出5V的稳压器
- 1 个运行 AVR ATmega168 的控制板(连接到稳压器)
- 106 个 LED 灯串(连接到 24V 电源轨)
- 7 个 TLC5940(每个 16 个通道)用于 LED 串的灌电流驱动器(这些灌电流从 LED 汲取剩余的 24V,但它们的逻辑由 5V 稳压器供电)。
一切正常,但我遇到了严重的噪音问题,有时会触发我的设备意外重置。
感谢一位拥有 DSO 的朋友,我能够调查此事,这些是我的发现......
噪声在 5V 电源轨上,相当大,整体摆幅为 2.55V。SPI通道都相对不受影响:
噪声似乎是由 LED 产生的,而不是由 SPI 传输数据产生的(任何 SPI 通道与噪声之间没有明显的相关性)。在此视频中(抱歉,找不到将其嵌入此处的方法),您可以看到点亮的 LED 的数量会影响噪声的幅度,而它们的强度(通过 PWM 控制)会影响噪声的长度“爆裂”[有关 youtube 上视频描述的更多详细信息]。
噪声的频率为 ~8MHz,这是我不使用的频率(至少没有明确使用),因为我的控制器板以 16MHz 运行,而我的 SPI 以 250KHz 运行。
在进行实验时,我意识到即使仅连接了探头的接地端子,DSO 也会接收到噪声。我将此解释为一个迹象,表明噪声不是由于 5V 馈电的不稳定性,而是由于地电平的振荡电位。我对吗?
作为电子产品的新手并且缺乏该领域的正式知识,我尝试了许多“来自互联网”的解决方案,诚然,在我的情况下,它们并不是 100% 完全有意义的。其中我尝试过:
- 使用 1Kohm 电阻和 100nF 电容构建低通滤波器,并将其放置在 5V 电源轨上,但噪声幅度没有太大变化。
- 用各种不同的电容器(包括一些钽电容器)去耦 5V 电源轨 [各种额定值](无明显效果)
- 解耦地线(使 DSO 变成香蕉)
- 将 LED、TLC 板和 DSO 接地到我电路的不同部分,包括尽可能“远离”(即用单独的电线将它们连接到 24V PSU 的接地端口以避免接地回路)......但是在这种情况下,我也没有运气。
很可能是我以错误的方式进行了上述操作(即解决方案是上述之一,但我实施错误)所以 - 如果您认为解决方案是上述之一,请毫不犹豫地告诉它,也许会给我一些关于如何“正确”实施它的方向。
最后说明:由于我的项目的物理尺寸,我只使用我从钻机中小心取出的一块 TLC 板进行了所有测试,并使用了一些由 5V 电源供电的单独测试 LED。然而,对完整装备的不太准确的测试表明,“真实事物”中的行为与测试读数一致。
提前感谢您的时间和支持!