Yüksək Tezlikli PCB Dizayn Prosesində Enerji Təchizatı Səs-küyünün Təhlili və Azaldılması

İçəridə yüksək tezlikli PCBs, enerji təchizatı səs-küyü əhəmiyyətli bir müdaxilə forması kimi seçilir. Bu məqalədə yüksək tezlikli PCB-lərdə enerji təchizatı səs-küyünün xüsusiyyətləri və mənşəyi hərtərəfli təhlil edilir və mühəndislik tətbiqlərinə əsaslanan praktik və effektiv həllər təklif olunur.

A.Enerji Təchizatı Səs-küyün Təhlili

Enerji təchizatı səs-küyü enerji təchizatının özü tərəfindən yaradılan və ya pozulan səs-küyü ifadə edir. Bu müdaxilə aşağıdakı aspektlərdə özünü göstərir:

1. Nəticədə yaranan paylanmış səs-küydaxili empedans enerji təchizatının. Yüksək tezlikli dövrələrdə enerji təchizatı səs-küyü yüksək tezlikli siqnallara əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Buna görə də, ilkin tələb aşağı səs-küydürenerji təchizatıTəmiz torpaq və enerji təchizatı da eyni dərəcədə vacibdir.

İdeal bir ssenaridə, enerji təchizatı belə olardıimpedanssız, nəticədə səs-küy yaranmır. Lakin, praktikada enerji təchizatı müəyyən bir impedansa malikdir və bu impedans bütün enerji təchizatı boyunca paylanır və bu da səs-küyün üst-üstə düşməsinə səbəb olur. Buna görə də, enerji təchizatı impedansını minimuma endirmək üçün səy göstərilməlidir. Xüsusi bir impedansa sahib olmaq daha məqsədəuyğundur. güc təyyarəsivəyerüstü təyyarəYüksək tezlikli dövrə dizaynında, dövrənin ardıcıl olaraq ən az impedansla yolunu izləməsini təmin etmək üçün enerji təchizatını şin formatında deyil, təbəqələrdə dizayn etmək ümumiyyətlə daha təsirli olur. Bundan əlavə, enerji lövhəsi təmin edirsiqnal döngəsiPCB-də yaradılan və qəbul edilən bütün siqnallar üçün, beləliklə siqnal dövrəsini minimuma endirir və səs-küyü azaldır.

2. Ümumi Rejim Sahəsinin Müdaxiləsi: Bu tip müdaxilə enerji təchizatı ilə torpaq arasındakı səs-küyə aiddir. Bu, kəsilmiş dövrə tərəfindən əmələ gələn bir dövrə və ümumi istinad səthindən yaranan ümumi rejim gərginliyinin yaratdığı müdaxilədən qaynaqlanır. Böyüklük nisbi elektrik və maqnit sahələrindən asılıdır və intensivliyi nisbətən aşağıdır.

Bu ssenaridə cərəyanın (Ic) azalması ardıcıllıqda ümumi rejimli gərginliyə səbəb olurcari dövrə, qəbuledici hissəyə təsir göstərir. Əgərmaqnit sahəsiüstünlük təşkil edir, ardıcıl torpaqlama dövrəsində yaranan ümumi rejim gərginliyi aşağıdakı düsturla verilir:

(1) düsturundakı ΔB, Wb/m ilə ölçülən maqnit induksiya intensivliyindəki dəyişikliyi təmsil edir²; S, m ilə ifadə edilən sahəni göstərir².

Bir üçünelektromaqnit sahəsi, nə vaxt elektrik sahəsi dəyəri məlum olduqda, induksiya gərginliyi (2) tənliyi ilə verilir ki, bu da ümumiyyətlə L=150/F və ya daha az olduqda tətbiq olunur və F ...-ü təmsil edir.elektromaqnit dalğa tezliyiMHz-də. Bu limit aşılarsa, maksimum induksiya gərginliyinin hesablanması aşağıdakı kimi sadələşdirilə bilər:

3. Diferensial Rejim Sahəsinin Müdaxiləsi: Bu, enerji təchizatı ilə arasındakı müdaxiləyə aiddirgiriş və çıxış elektrik xəttisFaktiki PCB dizaynında müəllif onun enerji təchizatı səs-küyünə verdiyi töhfənin minimal olduğunu və buna görə də burada qeyd edilmədiyini müşahidə etmişdir.
4. Xətlərarası MüdaxiləBu tip müdaxilə elektrik xətləri arasındakı müdaxiləyə aiddir. İki fərqli paralel dövrə arasında qarşılıqlı tutum (C) və qarşılıqlı induktivlik (M1-2) olduqda, müdaxilə mənbəyi dövrəsində gərginlik (VC) və cərəyan (IC) olduqda, müdaxilə müdaxilə olunan dövrədə özünü göstərəcək:
   1. Kapasitiv impedans vasitəsilə qoşulmuş gərginlik (4) tənliyi ilə verilir, burada RV paralel dəyərini təmsil ediryaxın məsafəli müqavimətvəuzaq məsafəli müqavimət-ınmüdaxilə edilmiş dövrə.
   2. İnduktiv birləşmə vasitəsilə ardıcıl müqavimət: Əgər müdaxilə mənbəyində ümumi rejim səs-küyü varsa, xətlərarası müdaxilə ümumiyyətlə həm ümumi rejimdə, həm də diferensial rejimdə görünür.
5. Elektrik Xətti BirləşdiricisiBu fenomen elektrik xətti müdaxiləyə məruz qaldıqdan sonra digər cihazlara müdaxilə ötürdükdə baş verirelektromaqnit müdaxiləsi AC və ya DC-dən enerji mənbəyiBu, enerji təchizatı səs-küyünün dolayı bir şəkildə müdaxiləsini təmsil edir yüksək tezlikli dövrəsQeyd etmək vacibdir ki, enerji təchizatı səs-küyü mütləq öz-özünə yaranmaya bilər, lakin xarici müdaxilə induksiyasından da yarana bilər ki, bu da öz-özünə yaranan səs-küyün üst-üstə düşməsinə (şüalanmasına və ya keçirilməsinə) və bununla da digər dövrələrə və ya cihazlara müdaxilə etməsinə səbəb ola bilər.

• Enerji Təchizatının Səs-küy Müdaxiləsini Aradan Qaldırmaq üçün Əks Tədbirlər

Yuxarıda təhlil edilən enerji təchizatı səs-küyünün müxtəlif təzahürlərini və səbəblərini nəzərə alaraq, enerji təchizatı səs-küyünün yaranmasına səbəb olan şərtlər xüsusilə pozula bilər və müdaxiləni effektiv şəkildə yatırır. Aşağıdakı həllər tövsiyə olunur:

• DiqqətÇuxurdan Keçirilmiş Lövhəs: Dəliklər vasitəsilə tələb olunuraşındırma açılışıüzərində senerji təchizatı təbəqəsi onların keçidini təmin etmək üçün. Güc təbəqəsinin açılışı çox böyükdürsə, bu, siqnal dövrəsinə təsir göstərə bilər, siqnalın yan keçməsinə səbəb ola bilər və dövrə sahəsini və səs-küyü artıra bilər. Müəyyən siqnal xətləri açılışın yaxınlığında cəmləşib bu dövrəni paylaşırsa, ümumi impedans çarpaz danışığa səbəb ola bilər.
• Kabellər üçün kifayət qədər torpaqlama teli: Hər bir siqnalın özünəməxsus siqnal dövrəsi tələb olunur, siqnal və dövrə sahəsi mümkün qədər kiçik saxlanılır və paralel hizalanma təmin edilir.
• Enerji Təchizatı Səs-küy Filtrinin Yerləşdirilməsi: Bu filtr daxili enerji təchizatı səs-küyünü effektiv şəkildə basdırır və sistemi gücləndirirmüdaxilə əleyhinə və təhlükəsizlik. İki tərəfli xidmət göstərirRF filtri, elektrik xəttindən daxil olan səs-küy müdaxiləsini (digər cihazların müdaxiləsinin qarşısını almaq üçün) və özü tərəfindən yaradılan səs-küyü (digər cihazlarla müdaxilənin qarşısını almaq üçün), eləcə də çarpaz rejimli ümumi rejim müdaxiləsini süzgəcdən keçirir.
• Elektrik izolyasiyasıTransformator: Bu, ümumi rejimli torpaqlama dövrəsini təcrid edirenerji təchizatı döngəsi və ya siqnal kabeli, yüksək tezliklərdə yaranan ümumi rejimli dövrə cərəyanını effektiv şəkildə ayırır.
• Enerji Tənzimlənməsi: Daha təmiz enerji təchizatının bərpası enerji təchizatı səs-küyünü əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.
• Naqillər: Radiasiya yaratmamaq və digər dövrələrə və ya avadanlıqlara müdaxilə etməmək üçün enerji təchizatının giriş və çıxış xətləri dielektrik lövhənin kənarından uzaqda saxlanılmalıdır.
• Ayrı Analoq və Rəqəmsal Enerji Mənbələri: Yüksək tezlikli cihazlar ümumiyyətlə rəqəmsal səs-küyə çox həssasdırlar, buna görə də ikisi təcrid olunmalı və enerji mənbəyi girişində bir-birinə qoşulmalıdır. Siqnalın həm analoq, həm də rəqəmsal sahələri keçməsi lazımdırsa, dövrə sahəsini azaltmaq üçün siqnalın üzərinə bir dövrə yerləşdirilə bilər.
• Ayrı-ayrı enerji təchizatının müxtəlif təbəqələr arasında üst-üstə düşməsindən çəkinin: Parazit tutum vasitəsilə enerji təchizatı səs-küyünün asanlıqla birləşdirilməsinin qarşısını almaq üçün onları bir-birinin ardınca yerləşdirməyə çalışın.
• Həssas Komponentləri Təcrid Edin: Faza ilə Bağlı Döngələr (PLL) kimi komponentlər enerji təchizatı səs-küyünə yüksək həssasdır və enerji təchizatından mümkün qədər uzaqda saxlanılmalıdır.
• Elektrik Kabelinin Yerləşdirilməsi: Siqnal xəttinin yanında elektrik xəttinin yerləşdirilməsi siqnal dövrəsini azalda və səs-küyün azaldılmasına nail ola bilər.
• Baypas Yolunun Torpaqlanması: Dövrə lövhəsində enerji təchizatı müdaxiləsinin və xarici enerji təchizatı müdaxiləsinin yaratdığı yığılmış səs-küyün qarşısını almaq üçün baypas yolu müdaxilə yolunda (radiasiya istisna olmaqla) torpaqlana bilər ki, bu da səs-küyün yerə yayılmasına və digər cihaz və avadanlıqlarla müdaxilənin qarşısını almağa imkan verir.

Nəticə olaraq:Enerji təchizatından birbaşa və ya dolayı yolla yaranan enerji təchizatı səs-küyü dövrəyə müdaxilə edir. Dövrəyə təsirini yatırarkən ümumi bir prinsipə əməl edilməlidir: enerji təchizatı səs-küyünün pisləşməsinin qarşısını almaq üçün enerji təchizatı səs-küyünün dövrəyə təsirini minimuma endirməklə yanaşı, xarici amillərin və ya dövrənin enerji təchizatına təsirini də azaltmaq.