Analyse en mitigaasje fan stroomfoarsjenningslûd yn it ûntwerpproses fan PCB's mei hege frekwinsje

Yn hege-frekwinsje PCBs, stroomfoarsjenningslûd falt op as in wichtige foarm fan ynterferinsje. Dit artikel docht in wiidweidige analyze fan 'e skaaimerken en oarsprong fan stroomfoarsjenningslûd yn hege-frekwinsje PCB's, en biedt praktyske en effektive oplossingen basearre op technyske tapassingen.

IN.Analyse fan stroomfoarsjenningslûd

Lûd fan 'e stroomfoarsjenning ferwiist nei it lûd dat generearre of fersteurd wurdt troch de stroomfoarsjenning sels. Dizze ynterferinsje is dúdlik yn 'e folgjende aspekten:

1. Ferdield lûd as gefolch fan 'eynherinte impedânsje fan 'e stroomfoarsjenning. Yn hege-frekwinsjekringen hat stroomfoarsjenningslûd in wichtige ynfloed op hege-frekwinsjesignalen. Dêrom is de earste eask in leech-lûdsstreamtafierLike wichtich binne skjinne grûn en stroomfoarsjenning.

Yn in ideaal senario soe de stroomfoarsjenning wêzeimpedânsjefrij, wat resulteart yn gjin lûd. Yn 'e praktyk hat de stroomfoarsjenning lykwols in bepaalde impedânsje, dy't oer de hiele stroomfoarsjenning ferdield is, wat liedt ta superposysje fan lûd. Dêrom moatte ynspanningen dien wurde om de impedânsje fan 'e stroomfoarsjenning te minimalisearjen. It is foarkar om in tawijde te hawwen krêftfleantúchengrûnflakYn ûntwerp fan hege frekwinsjecircuits is it oer it algemien effektiver om de stroomfoarsjenning yn lagen te ûntwerpen ynstee fan yn in busformaat, wêrtroch't derfoar soarge wurdt dat de lus konsekwint it paad folget mei de minste impedânsje. Derneist leveret it stroomboerd insinjaallusfoar alle sinjalen dy't generearre en ûntfongen wurde op 'e PCB, wêrtroch't de sinjaallus minimalisearre wurdt en rûs fermindere wurdt.

2. Ynterferinsje fan it mienskiplike modusfjild: Dit type ynterferinsje hat betrekking op it lûd tusken de stroomfoarsjenning en de grûn. It ûntstiet troch de ynterferinsje feroarsake troch in lus dy't foarme wurdt troch it ûnderbrutsen sirkwy en de mienskiplike modusspanning dy't ûntstiet út it mienskiplike referinsje-oerflak. De grutte hinget ôf fan 'e relative elektryske en magnetyske fjilden, en de yntensiteit dêrfan is relatyf leech.

Yn dit senario liedt de ôfname fan stroom (Ic) ta in mienskiplike modusspanning yn 'e searje.stroomlus, dy't ynfloed hat op it ûntfangende diel. As demagnetysk fjildoerhearsket, wurdt de mienskiplike modusspanning dy't generearre wurdt yn 'e searje-grûnlus jûn troch de formule:

ΔB yn formule (1) stiet foar de feroaring yn magnetyske ynduksje-yntensiteit, metten yn Wb/m²²; S jout it gebiet oan yn m².

Foar inelektromagnetysk fjild, doe't de elektrysk fjild wearde bekend is, wurdt de ynducearre spanning jûn troch Fergeliking (2), dy't oer it algemien fan tapassing is as L = 150 / F of minder, wêrby't F deelektromagnetyske golffrekwinsjeyn MHz. As dizze limyt oerskreden wurdt, kin de berekkening fan 'e maksimale ynducearre spanning as folget ferienfâldige wurde:

3. Differinsjele modusfjildynterferinsje: Dit ferwiist nei de ynterferinsje tusken de stroomfoarsjenning en deynfier- en útfierstroomlinesYn it werklike PCB-ûntwerp hat de auteur observearre dat de bydrage oan it lûd fan 'e stroomfoarsjenning minimaal is, en dêrom hjir weilitten wurde kin.
4. Ynterline-ynterferinsjeDit type ynterferinsje hat betrekking op de ynterferinsje tusken stroomliedingen. As der in ûnderlinge kapasitânsje (C) en in ûnderlinge induktânsje (M1-2) is tusken twa ferskillende parallelle circuits, sil de ynterferinsje him manifestearje yn it ynterferearre circuit as der spanning (VC) en stroom (IC) is yn it ynterferinsjeboarnesirkwy:
   1. De spanning dy't troch de kapasitive impedânsje keppele wurdt wurdt jûn troch Fergeliking (4), wêrby't RV de parallelle wearde fan 'e fertsjintwurdigetwjerstân by it einen defier-ein fersetfan deynterferearre sirkwy.
   2. Seriewjerstân fia induktive koppeling: As der mienskiplike modus-rûs is yn 'e ynterferinsjeboarne, ferskynt de ynterline-ynterferinsje oer it generaal sawol yn mienskiplike modus as differinsjaalmodus.
5. StroomliedingkoppelingDit ferskynsel komt foar as de stroomlieding ynterferinsjes nei oare apparaten trochstjoert nei't er bleatsteld is oanelektromagnetyske ynterferinsje fan AC of DC stroomboarneDit fertsjintwurdiget in yndirekte foarm fan stroomfoarsjenningsrûsynterferinsje op hege-frekwinsjekringsIt is wichtich om te notearjen dat lûd fan 'e stroomfoarsjenning net needsaaklik sels-generearre hoecht te wêzen, mar ek kin ûntstean troch eksterne ynterferinsje-induksje, wat liedt ta de superposysje (útstrieling of lieding) fan lûd dat troch himsels generearre wurdt, wêrtroch't oare circuits of apparaten ynterferearre wurde.

• Tsjinmaatregels om stroomfoarsjenningslûd te eliminearjen

Mei it each op de ferskate manifestaasjes en oarsaken fan stroomfoarsjenningslûd dy't hjirboppe analysearre binne, kinne de omstannichheden dy't liede ta stroomfoarsjenningslûd spesifyk fersteurd wurde, wêrtroch't de steuring effektyf ûnderdrukt wurdt. De folgjende oplossingen wurde oanrikkemandearre:

• Oandacht foarTroch it gat fan 'e boerds: Troch gatten fereaskjeets iepenings op 'estroomfoarsjenningslaach om har trochgong mooglik te meitsjen. As de iepening yn 'e stroomlaach te grut is, kin it ynfloed hawwe op 'e sinjaallus, wêrtroch't it sinjaal twongen wurdt om te bypassen en it lusgebiet en de rûs tanimt. As bepaalde sinjaallinen konsintrearre binne tichtby de iepening en dizze lus diele, kin in mienskiplike impedânsje liede ta oerspraak.
• Foldwaande ierdingsdraad foar kabels: Elk sinjaal fereasket syn eigen tawijde sinjaallus, wêrby't it sinjaal- en lusgebiet sa lyts mooglik hâlden wurde, wêrtroch parallelle ôfstimming garandearre wurdt.
• Pleatsing fan it lûdsfilter foar de stroomfoarsjenning: Dit filter ûnderdrukt effektyf it lûd fan 'e ynterne stroomfoarsjenning, wêrtroch it systeem better wurketanty-ynterferinsje en feiligens. It tsjinnet as in twarichtingsferbiningRF-filter, it filterjen fan lûdsynterferinsje dy't fan 'e stroomlieding yntrodusearre wurdt (ynterferinsje fan oare apparaten foarkomt) en lûd dat troch himsels generearre wurdt (om ynterferinsje mei oare apparaten te foarkommen), lykas cross-mode common-mode ynterferinsje.
• StromisolaasjeTransformatorDit isolearret de mienskiplike modus grûnlus fan 'estroomfoarsjenningsloop- of sinjaalkabel, effektyf skiedend fan mienskiplike-modus-lusstroom dy't generearre wurdt by hege frekwinsjes.
• Stromregeling: It herstellen fan in skjinne stroomfoarsjenning kin it lûd fan 'e stroomfoarsjenning signifikant ferminderje.
• Bedrading: De ynfier- en útfierlinen fan 'e stroomfoarsjenning moatte fuort hâlden wurde fan 'e râne fan 'e diëlektryske plaat om strieling en ynterferinsje mei oare circuits of apparatuer te foarkommen.
• Aparte analoge en digitale stroomfoarsjennings: Hegefrekwinsjeapparaten binne oer it algemien tige gefoelich foar digitale rûs, dus de twa moatte isolearre en mei-inoar ferbûn wurde by de yngong fan 'e stroomfoarsjenning. As in sinjaal sawol analoge as digitale domeinen oerstekke moat, kin in lus oer it sinjaal pleatst wurde om it lusgebiet te ferminderjen.
• Foarkom oerlaapjende aparte stroomfoarsjennings tusken ferskate lagen: Besykje se te ferspraatjen om te foarkommen dat lûd fan 'e stroomfoarsjenning maklik keppele wurdt fia parasitêre kapasitans.
• Isolearje gefoelige komponinten: Komponinten lykas faze-locked loops (PLL's) binne tige gefoelich foar stroomfoarsjenningslûd en moatte sa fier mooglik fan 'e stroomfoarsjenning hâlden wurde.
• Pleatsing fan it stroomkabel: It pleatsen fan in stroomlieding neist de sinjaallieding kin de sinjaallus ferminderje en lûdsreduksje berikke.
• Bypasspad-grûnlieding: Om opboude lûd feroarsake troch stroomfoarsjenningsynterferinsje op it printplaat en eksterne stroomfoarsjenningsynterferinsje te foarkommen, kin it bypasspad op it ynterferinsjepad (útsein strieling) ierd wurde, wêrtroch't it lûd nei de grûn omlaat wurde kin en ynterferinsje mei oare apparaten en apparatuer foarkommen wurdt.

Yn konklúzje:Lûd fan 'e stroomfoarsjenning, oft it no direkt of yndirekt troch de stroomfoarsjenning generearre wurdt, hinderet it sirkwy. By it ûnderdrukken fan 'e ynfloed dêrfan op it sirkwy moat in algemien prinsipe folge wurde: minimalisearje de ynfloed fan lûd fan 'e stroomfoarsjenning op it sirkwy, wylst ek de ynfloed fan eksterne faktoaren of it sirkwy op 'e stroomfoarsjenning fermindere wurdt om degradaasje fan lûd fan 'e stroomfoarsjenning te foarkommen.