Pag-analisar ug Pagpamenos sa Kasaba sa Suplay sa Kuryente sa Proseso sa Pagdisenyo sa High-Frequency PCB

Sa taas nga frequency nga PCBs, ang kasaba sa power supply usa ka dakong matang sa interference. Kini nga artikulo nagpahigayon og komprehensibo nga pag-analisar sa mga kinaiya ug gigikanan sa kasaba sa power supply sa mga high-frequency PCB, ug nagtanyag og praktikal ug epektibo nga mga solusyon base sa mga aplikasyon sa engineering.

A.Pag-analisar sa Kasaba sa Suplay sa Kuryente

Ang kasaba sa suplay sa kuryente nagtumong sa kasaba nga namugna o nabalda sa suplay sa kuryente mismo. Kini nga pagpanghilabot makita sa mosunod nga mga aspeto:

1. Giapod-apod nga kasaba nga resulta sakinaiyanhong impedance sa suplay sa kuryente. Sa mga high-frequency circuit, ang kasaba sa suplay sa kuryente dako og epekto sa mga high-frequency signal. Busa, ang inisyal nga kinahanglanon kay usa ka low-noisesuplay sa kuryenteParehas nga importante ang limpyo nga yuta ug suplay sa kuryente.

Sa sulundon nga senaryo, ang suplay sa kuryente mahimongwalay impedance, nga moresulta sa walay kasaba. Apan, sa praktis, ang power supply adunay usa ka piho nga impedance, nga giapod-apod sa tibuok power supply, nga mosangpot sa superimposition sa kasaba. Busa, kinahanglan nga maningkamot aron maminusan ang impedance sa power supply. Mas maayo nga adunay usa ka dedikado nga eroplano nga de-kuryenteugpatag sa yutaSa high-frequency circuit design, kasagaran mas epektibo ang pagdisenyo sa power supply sa mga layer kaysa sa bus format, nga nagsiguro nga ang loop kanunay nga nagsunod sa agianan nga adunay labing gamay nga impedance. Dugang pa, ang power board naghatag ogsignal looppara sa tanang signal nga namugna ug nadawat sa PCB, sa ingon gipamenos ang signal loop ug gipakunhod ang kasaba.

2. Common Mode Field Interference: Kini nga matang sa interference nagtumong sa kasaba tali sa power supply ug sa ground. Kini naggikan sa interference nga gipahinabo sa usa ka loop nga naporma sa nabalda nga circuit ug sa common mode voltage nga resulta sa common reference surface. Ang gidak-on nagdepende sa relatibong electric ug magnetic fields, ug ang intensity niini medyo ubos.

Sa kini nga senaryo, ang pagkunhod sa karon (Ic) mosangpot sa usa ka common-mode voltage sa serye.kasamtangang lingin, nga makaapekto sa seksyon sa pagdawat. Kon angmagnetikong natadnagdominar, ang common mode voltage nga namugna sa series ground loop gihatag sa pormula:

Ang ΔB sa pormula (1) nagrepresentar sa pagbag-o sa magnetic induction intensity, nga gisukod sa Wb/m²; Ang S nagpasabot sa gilapdon sa m².

Para sa usa kanatad sa elektromagnetiko, sa dihang ang natad sa kuryente nahibal-an ang bili, ang induced voltage gihatag sa Equation (2), nga kasagarang magamit kung ang L=150/F o mas ubos pa, diin ang F nagrepresentar safrequency sa electromagnetic wavesa MHz. Kon kini nga limitasyon malapas, ang pagkalkulo sa pinakataas nga induced voltage mahimong mapasimple sama sa mosunod:

3. Differential Mode Field Interference: Kini nagtumong sa interference tali sa power supply ug salinya sa kuryente sa input ug outputmgaSa aktuwal nga disenyo sa PCB, naobserbahan sa tagsulat nga ang kontribusyon niini sa kasaba sa power supply gamay ra, ug busa mahimong dili iapil dinhi.
4. Pagpanghilabot sa Taliwala sa LinyaKini nga matang sa interference nagtumong sa interference tali sa mga linya sa kuryente. Kung adunay mutual capacitance (C) ug mutual inductance (M1-2) tali sa duha ka lain-laing parallel circuits, ang interference makita sa interferenced circuit kung adunay boltahe (VC) ug kuryente (IC) sa interference source circuit:
   1. Ang boltahe nga gikonektar pinaagi sa capacitive impedance gihatag sa Equation (4), diin ang RV nagrepresentar sa parallel nga bili sahapit-katapusan nga resistensyaug anglayo nga resistensyasagibalda nga sirkito.
   2. Series resistance pinaagi sa inductive coupling: Kung adunay common mode noise sa interference source, ang interline interference kasagarang makita sa common mode ug differential mode.
5. Pagkabit sa Linya sa KuryenteKini nga panghitabo mahitabo kung ang linya sa kuryente magpadala og mga interference ngadto sa ubang mga device human kini ma-ilalom sapagpanghilabot sa elektromagnetiko gikan sa AC o DC tinubdan sa kuryenteKini nagrepresentar sa usa ka dili direkta nga porma sa pagpanghilabot sa kasaba sa suplay sa kuryente. sirkito nga taas og frequencymgaImportante nga matikdan nga ang kasaba sa suplay sa kuryente dili kinahanglan nga mamugna sa iyang kaugalingon, apan mahimo usab nga resulta sa external interference induction, nga mosangpot sa superimposition (radiated o conducted) sa kasaba nga namugna sa iyang kaugalingon, sa ingon nakabalda sa ubang mga sirkito o aparato.

• Mga Paagi sa Pagwagtang sa Pagkabalda sa Kasaba sa Suplay sa Kuryente

Tungod sa nagkalain-laing mga pagpakita ug hinungdan sa kasaba sa suplay sa kuryente nga gisusi sa ibabaw, ang mga kondisyon nga mosangpot sa kasaba sa suplay sa kuryente mahimong espesipikong mabalda, nga epektibong makapugong sa kasaba. Ang mosunod nga mga solusyon girekomenda:

• Pagtagad saTabla Pinaagi sa Lungags: Kinahanglan pinaagi sa mga lungagpag-abli sa pag-ukits sa ibabaw salut-od sa suplay sa kuryente aron ma-accommodate ang ilang pag-agi. Kung ang buho sa power layer dako kaayo, makaapekto kini sa signal loop, nga mapugos ang signal sa pag-bypass ug madugangan ang loop area ug noise. Kung ang pipila ka mga linya sa signal nagkonsentrar duol sa buho ug nag-ambit niini nga loop, ang komon nga impedance mahimong mosangpot sa crosstalk.
• Igo nga Ground Wire para sa mga Kable: Ang matag signal nanginahanglan sa kaugalingon nga gipahinungod nga signal loop, diin ang signal ug loop area gipadayon nga gamay kutob sa mahimo, aron masiguro ang parallel alignment.
• Pagbutang sa Power Supply Noise Filter: Kini nga filter epektibong mopugong sa internal nga kasaba sa power supply, nga mopausbaw sa sistemakontra-panghilabot ug kaluwasan. Nagsilbi kini nga duha ka direksyonRF filter, pagsala sa interference sa kasaba nga gikan sa linya sa kuryente (pagpugong sa interference gikan sa ubang mga device) ug sa kasaba nga namugna sa iyang kaugalingon (aron malikayan ang interference sa ubang mga device), ingon man ang cross-mode common mode interference.
• Pagbulag sa GahumTransformer: Kini nagbulag sa common-mode ground loop sapower supply loop o signal cable, epektibong nagbulag sa common-mode loop current nga namugna sa taas nga mga frequency.
• Regulasyon sa Kuryente: Ang pagpahiuli sa mas limpyo nga suplay sa kuryente makapakunhod pag-ayo sa kasaba sa suplay sa kuryente.
• Mga kable: Ang mga linya sa input ug output sa suplay sa kuryente kinahanglan nga ipahilayo gikan sa ngilit sa dielectric board aron malikayan ang pagmugna og radiation ug pagpanghilabot sa ubang mga sirkito o kagamitan.
• Managlahing Analog ug Digital nga mga Power Supply: Ang mga high-frequency nga device kasagaran sensitibo kaayo sa digital noise, busa ang duha kinahanglan nga ibulag ug ikonektar sa entrada sa power supply. Kung ang usa ka signal kinahanglan nga motabok sa analog ug digital nga mga domain, usa ka loop ang mahimong ibutang tabok sa signal aron makunhuran ang loop area.
• Likayi ang Pagsapaw-sapaw sa Bulag nga mga Power Supply Tali sa Lain-laing mga Layer: Sulayi nga i-stagger kini aron malikayan ang kasaba sa power supply nga dali nga makonektar pinaagi sa parasitic capacitance.
• Ihimulag ang mga Sensitibong Komponente: Ang mga komponente sama sa phase-locked loops (PLLs) sensitibo kaayo sa kasaba sa power supply ug kinahanglan nga ipahilayo kutob sa mahimo gikan sa power supply.
• Pagbutang sa Kurdon sa Kuryente: Ang pagbutang og linya sa kuryente tupad sa linya sa signal, makapamenos sa signal loop ug makab-ot ang pagkunhod sa kasaba.
• Pag-Ground sa Bypass Path: Aron malikayan ang natipon nga kasaba nga gipahinabo sa pagpanghilabot sa suplay sa kuryente sa circuit board ug sa panghilabot sa gawas nga suplay sa kuryente, ang bypass path mahimong i-ground sa interference path (wala’y labot ang radiation), nga magtugot sa kasaba nga ma-bypass sa yuta ug malikayan ang pagpanghilabot sa ubang mga aparato ug kagamitan.

Sa Konklusyon:Ang kasaba sa power supply, direkta man o dili direkta nga gikan sa power supply, makabalda sa circuit. Kung gipugngan ang impluwensya niini sa circuit, kinahanglan sundon ang usa ka kinatibuk-ang prinsipyo: pakunhuran ang epekto sa kasaba sa power supply sa circuit samtang gipakunhod usab ang impluwensya sa mga eksternal nga hinungdan o sa circuit sa power supply aron malikayan ang pagkadaot sa kasaba sa power supply.