Analizo kaj Mildigo de Bruo de Elektroprovizo en Procezo de Dezajno de Altfrekvencaj PCB-oj

En altfrekvenca PCBs, bruo de elektroprovizo elstaras kiel signifa formo de interfero. Ĉi tiu artikolo faras ampleksan analizon de la karakterizaĵoj kaj originoj de bruo de elektroprovizo en altfrekvencaj PCB-oj, kaj proponas praktikajn kaj efikajn solvojn bazitajn sur inĝenieraj aplikoj.

A.Analizo de Bruo de Elektroprovizo

Bruo de la elektroprovizo rilatas al la bruo generita aŭ interrompita de la elektroprovizo mem. Ĉi tiu interfero evidentiĝas en la jenaj aspektoj:

1. Distribuita bruo rezultanta de laeneca impedanco de la elektroprovizo. En altfrekvencaj cirkvitoj, la bruo de la elektroprovizo signife efikas sur altfrekvencajn signalojn. Tial, la komenca postulo estas malbruaelektroprovizoSame gravaj estas pura grundo kaj elektroprovizo.

En ideala scenaro, la elektroprovizo estusimpedanco-libera, rezultante en neniu bruo. Tamen, praktike, la elektroprovizo posedas certan impedancon, kiu estas distribuita tra la tuta elektroprovizo, kondukante al supermetado de bruo. Tial, oni devas klopodi minimumigi la impedancon de la elektroprovizo. Estas preferinde havi dediĉitan potenca aviadilokajgrunda ebenoEn altfrekvenca cirkvitdezajno, ĝenerale estas pli efike desegni la elektroprovizon laŭ tavoloj ol laŭ busformato, certigante ke la buklo konstante sekvas la vojon kun la plej malgranda impedanco. Krome, la elektroplato provizassignalbuklopor ĉiuj signaloj generitaj kaj ricevitaj sur la PCB, tiel minimumigante la signalbuklon kaj reduktante bruon.

2. Komune Reĝima Kampa Interfero: Ĉi tiu tipo de interfero rilatas al la bruo inter la elektroprovizo kaj la tero. Ĝi rezultas el la interfero kaŭzita de buklo formita de la interrompita cirkvito kaj la komune reĝima tensio rezultanta de la komuna referenca surfaco. La grando dependas de la relativaj elektraj kaj magnetaj kampoj, kaj ĝia intenseco estas relative malalta.

En ĉi tiu scenaro, la malpliiĝo de kurento (Ic) kondukas al komuna-reĝima tensio en la serionuna buklo, influante la ricevantan sekcion. Se lamagneta kamposuperregas, la komunreĝima tensio generita en la seria terbuklo estas donita per la formulo:

ΔB en formulo (1) reprezentas la ŝanĝon en magneta indukintenseco, mezurita en Wb/m²²; S indikas la areon en m²².

Porelektromagneta kampo, kiam la elektra kampo valoro estas konata, la induktita tensio estas donita per Ekvacio (2), kiu ĝenerale aplikeblas kiam L = 150/F aŭ malpli, kie F reprezentas laelektromagneta ondofrekvencoen MHz. Se ĉi tiu limo estas superita, la kalkulo de la maksimuma induktita tensio povas esti simpligita jene:

3. Interfero de Diferenciala Reĝimo: Ĉi tio rilatas al la interfero inter la elektroprovizo kaj laenigo kaj eligo alttensia liniosEn la fakta dezajno de PCB, la aŭtoro observis, ke ĝia kontribuo al la bruo de la elektroprovizo estas minimuma, kaj tial povas esti preterlasita ĉi tie.
4. Interlinia InterferoĈi tiu tipo de interfero rilatas al interfero inter alttensiaj linioj. Kiam ekzistas reciproka kapacitanco (C) kaj reciproka induktanco (M1-2) inter du malsamaj paralelaj cirkvitoj, la interfero manifestiĝos en la interferita cirkvito se ekzistas tensio (VC) kaj kurento (IC) en la interferfonta cirkvito:
   1. La tensio kuplita tra la kapacita impedanco estas donita per Ekvacio (4), kie RV reprezentas la paralelan valoron de lapreskaŭ-fina rezistokaj lamalproksima-fina rezistode lainterferita cirkvito.
   2. Seria rezistanco per indukta kuplado: Se estas komunreĝima bruo en la interferfonto, la interlinia interfero ĝenerale aperas kaj en komuna reĝimo kaj en diferenciala reĝimo.
5. Kuplado de Potenco-LinioĈi tiu fenomeno okazas kiam la alttensia linio transdonas interferojn al aliaj aparatoj post esti submetita alelektromagneta interfero de alterna kurento aŭ kontinua kurento energifontoĈi tio reprezentas nerektan formon de bruo-interfero de la elektroprovizo altfrekvenca cirkvitosGravas noti, ke bruo de la elektroprovizo eble ne nepre estas memgenerita, sed ankaŭ povus rezulti el indukto de ekstera interfero, kondukante al supermetado (radiita aŭ kondukita) de bruo generita de ĝi mem, tiel interferante kun aliaj cirkvitoj aŭ aparatoj.

• Kontraŭrimedoj por Forigi Bruan Interferon de Elektroprovizo

Konsiderante la diversajn manifestiĝojn kaj kaŭzojn de bruo de la elektroprovizo analizitaj supre, la kondiĉoj kondukantaj al bruo de la elektroprovizo povas esti specife interrompitaj, efike subpremante la interferon. La jenaj solvoj estas rekomenditaj:

• Atento alTabulo Tra Truos: Tra truoj necesigasgravura malfermaĵos sur latavolo de elektroprovizo por akomodi ilian trairon. Se la malfermaĵo de la potenctavolo estas tro granda, ĝi povas influi la signalbuklon, devigante la signalon preteriri kaj pliigante la buklareon kaj bruon. Se certaj signallinioj estas koncentritaj proksime al la malfermaĵo kaj dividas ĉi tiun buklon, komuna impedanco povas konduki al krucparolado.
• Sufiĉa Terkonekto por Kabloj: Ĉiu signalo postulas sian propran dediĉitan signalbuklon, kun la signalo kaj buklareo tenataj kiel eble plej malgrandaj, certigante paralelan vicigon.
• Lokigo de Bruofiltrilo de la Elektroprovizo: Ĉi tiu filtrilo efike subpremas internan bruon de la elektroprovizo, plibonigante la sistemonkontraŭ-interfero kaj sekureco. Ĝi servas kiel dudirektaRF-filtrilo, filtrante bruinterferon enkondukitan de la alttensia linio (malhelpante interferon de aliaj aparatoj) kaj bruon generitan de ĝi mem (por eviti interferon kun aliaj aparatoj), same kiel transreĝiman komunreĝiman interferon.
• Potenca IzoladoTransformiloĈi tio izolas la komunan-reĝiman terbuklon de labuklo de elektroproviza signala kablo, efike apartigante komunreĝiman buklofluon generitan ĉe altaj frekvencoj.
• Potenca Reguligo: Restarigi pli puran elektroprovizon povas signife redukti la bruon de la elektroprovizo.
• Drataro: La enigaj kaj eligaj linioj de la elektroprovizo estu tenataj for de la rando de la dielektrika plato por eviti generi radiadon kaj interferi kun aliaj cirkvitoj aŭ ekipaĵoj.
• Apartaj Analogaj kaj Ciferecaj Elektroprovizoj: Altfrekvencaj aparatoj ĝenerale estas tre sentemaj al cifereca bruo, do la du devus esti izolitaj kaj konektitaj kune ĉe la enirejo de la elektroprovizo. Se signalo bezonas transiri kaj analogajn kaj ciferecajn domajnojn, buklo povas esti metita trans la signalon por redukti la buklareon.
• Evitu Interkovriĝon de Apartaj Elektroprovizoj Inter Malsamaj Tavoloj: Provu ŝovi ilin por malhelpi, ke bruo de la elektroprovizo estu facile kunligita per parazita kapacitanco.
• Izolu Sentemajn Komponantojn: Komponantoj kiel faz-ŝlositaj bukloj (PLL) estas tre sentemaj al bruo de la elektroprovizo kaj devus esti tenataj kiel eble plej malproksime de la elektroprovizo.
• Lokigo de elektra ŝnuro: Meti elektran linion apud la signallinio povas redukti la signalbuklon kaj atingi bruoredukton.
• Terkonektado de la Pretervoja Vojo: Por malhelpi akumulitan bruon kaŭzitan de interfero de la elektroprovizo sur la cirkvitplato kaj de ekstera interfero de la elektroprovizo, la pretervoja vojo povas esti terkonektita sur la interferpado (ekskludante radiadon), permesante ke la bruo estu preteririta al la tero kaj evitante interferon kun aliaj aparatoj kaj ekipaĵoj.

Konklude:Bruo de la elektroprovizo, ĉu generita rekte aŭ nerekte de la elektroprovizo, ĝenas la cirkviton. Kiam oni subpremas ĝian influon sur la cirkviton, oni devas sekvi ĝeneralan principon: minimumigi la efikon de bruo de la elektroprovizo sur la cirkviton, samtempe reduktante la influon de eksteraj faktoroj aŭ la cirkvito sur la elektroprovizon por malhelpi degradiĝon de la bruo de la elektroprovizo.