Ripple am Ausgang eines DC/DC-Wandlers glätten

[Klebwax]

Lange Rede, kurzer Sinn. Ich habs noch mal gemessen.

Wenn du dir das Video von Dave angesehen hast, würdest du wissen, daß du gar nichts gemessen hast. Selbst mit seinem Equipment braucht er noch einen Haufen Tricks, um wirklich brauchbare Messungen hinzubekommen.

Ein nodeMCU z.B. arbeitet auch mit einem solchen Ripple in der Versorgung einwandfrei, ich habe da noch nichts anderes festgestellt, aber auch nicht genauer untersucht.
Wenn ich Probleme vermuten würde oder einfach verhindern möchte (bei sehr empfindlichen Messungen z.B.), würde ich den µC speziell über einen Filter versorgen

Warum? Dem µC ist das ziemlich egal. Dave spricht bei seinen Filtern von analogen Schaltungen, die versorgt werden sollen.

Die Spannung nach dem 3.3V-Regler schwankt leicht, kann man ja auf dem Bild jetzt erkennen, dass das immer so sinusförmig rauf und runter geht - überlagert von einem Rauschen (möchte ich mal sagen).
Und ab und an sind eben diese Radikalausschläge drin, die ich mir nicht erklären kann. Ich meine: warum passieren die den 3.3V-Regler? - Weil er sie nicht ausgleichen kann, also vermutlich einfach zu langsam dafür ist, bzw. die Frequenz zu hoch für den Regler. Mir sieht das so aus, als wenn das noch vom DC/DC-Wandler kommt.

Du solltest das, was du misst nicht überbewerten. Hast du auch gesehen, wie die elektronische Last, die Dave verwendet hat, auf die Messung durchgeschlagen hat? Der ESP ist nun ganz das Gegenteil von einer konstanten Last. Schon der mit simplen Mitteln messbare Stromverbrauch schwankt zwischen einigen zehn und einigen hundert Milliampere, je nach dem, was der Prozessor gerade tut. Unter diesen Bedingungenist es unmöglich, die Ursache dieser Störungen zu erkennen.

So ein Tiefpass bringt dann schon was. Ich habe den aus 10 Ohm und 47µF Elko aufgebaut. Grenzfrequenz ~ 340Hz.

Die Rechnung ist sicher falsch. Zu deinen 10Ω musst du noch den (unbekannten) Innenwiderstand deiner Spannungsquelle addieren. Und parallel zu den 47µ liegt noch der (unbelannte und nicht konstante) Innenwiderstand deines µC Boards. und deine 47µ stimmen auch nicht, dazu kommt noch der ESR. Dazu kommt noch, daß hohe Frequenzen (im MHz Bereich) kapazitiv an deinem Tiepass vorbei einkoppeln, so wie bei Dave die Schaltfrequenz seiner LED Beleuchtung. Das spielt aber keine wirkliche Rolle, nimm sie einfach als Schätzung. Für solche (HF) Messungen ist auch ein Aufbau auf dem Steckbrett ungeeignet.

Und wenn dein ESP mal 300mA zieht, und das kommt vor, wenn er sendet, bricht dir deine Spannung durch die 10Ω massiv ein. Ich nehme einfach einen MLCC so 10 bis 50µF an die Prozessorversorgung. Dieser unterstützt den Ladekondensator. Dann einen 10 bis 100nF an jeden Versorgungspin des µC. Dieser ist meist selbst die Hauptquelle für Störungen auf der Versorgung. Da schalten Millionen von Transistoren mit Takten von einigen zehn MHz.

Hat der µC extra eine analoge Versorgung, wird diese über ein Filter angeschlossen. Da dort nur wenig Strom fließt, tuts dort ein 10Ω Widerstand. Alternativ kommt dort eine Ferrite-Perle oder das SMD-Äquivalent rein.

Bei Sensoren kommst drauf an. Deinen Lichtschranken, eigentlich nur Phototransistoren, reicht im Zweifelsfall auch so ein Filter. Die meissten modernen Sensoren reduzieren den empfindlichen analogen Teil auf einen ganz kleinen Bereich. Da findet man die nötigen Filter im Datenblatt beschrieben. Ich denke da an I2C Temperatursensoren, den HX711 oder Hallsensoren mit digitaler Auswerteschaltung. Während die Versorgung des Prozessors unproblematisch ist, sind die Sensoren eher ein kritischer Teil. Wie kritisch weiß man aus Erfahrung oder lernt man am realen Objekt.

MfG Klebwax