Բարձր հաճախականության տպատախտակի նախագծման գործընթացում էլեկտրամատակարարման աղմուկի վերլուծություն և մեղմացում

Մեջ բարձր հաճախականության PCBs, էլեկտրամատակարարման աղմուկը առանձնանում է որպես խանգարման զգալի ձև: Այս հոդվածը կատարում է բարձր հաճախականության տպատախտակների էլեկտրամատակարարման աղմուկի բնութագրերի և ծագման համապարփակ վերլուծություն և առաջարկում է գործնական և արդյունավետ լուծումներ՝ հիմնված ինժեներական կիրառությունների վրա:

Ա.Էլեկտրամատակարարման աղմուկի վերլուծություն

Էլեկտրամատակարարման աղմուկը վերաբերում է էլեկտրամատակարարման կողմից առաջացող կամ խաթարվող աղմուկին։ Այս խանգարումը ակնհայտ է հետևյալ ասպեկտներում՝

1. Բաշխված աղմուկը, որն առաջանում էբնածին դիմադրություն սնուցման աղբյուրի։ Բարձր հաճախականության սխեմաներում սնուցման աղբյուրի աղմուկը զգալիորեն ազդում է բարձր հաճախականության ազդանշանների վրա։ Հետևաբար, սկզբնական պահանջը ցածր աղմուկն է։էլեկտրամատակարարումՆույնքան կարևոր են մաքուր հողը և էլեկտրամատակարարումը։

Իդեալական դեպքում էլեկտրամատակարարումը կլինի՝իմպեդանսից զերծ, որի արդյունքում աղմուկ չի առաջանում: Սակայն, գործնականում, սնուցման աղբյուրն ունի որոշակի դիմադրություն, որը բաշխվում է ամբողջ սնուցման աղբյուրի վրա, ինչը հանգեցնում է աղմուկի գերակշռմանը: Հետևաբար, պետք է ջանքեր գործադրվեն սնուցման աղբյուրի դիմադրությունը նվազագույնի հասցնելու համար: Նախընտրելի է ունենալ նվիրված շարժիչային ինքնաթիռևգետնի հարթությունԲարձր հաճախականության սխեմաների նախագծման մեջ, ընդհանուր առմամբ, ավելի արդյունավետ է սնուցման աղբյուրը նախագծել շերտերով, քան ավտոբուսային ձևաչափով, ապահովելով, որ օղակը հետևողականորեն հետևի ամենացածր իմպեդանսով ուղուն։ Բացի այդ, սնուցման տախտակը ապահովում էազդանշանային ցիկլտպատախտակի վրա ստեղծված և ստացված բոլոր ազդանշանների համար, այդպիսով նվազագույնի հասցնելով ազդանշանային ցիկլը և նվազեցնելով աղմուկը։

2. Ընդհանուր ռեժիմի դաշտի խանգարում. Այս տեսակի խանգարումը վերաբերում է սնուցման աղբյուրի և հողանցման միջև աղմուկին: Այն առաջանում է խափանված շղթայի և ընդհանուր հղման մակերևույթից առաջացող ընդհանուր ռեժիմի լարման կողմից առաջացած խանգարումից: Մեծությունը կախված է հարաբերական էլեկտրական և մագնիսական դաշտերից, և դրա ինտենսիվությունը համեմատաբար ցածր է:

Այս դեպքում հոսանքի (Ic) նվազումը հանգեցնում է հաջորդական ընդհանուր ռեժիմի լարմանընթացիկ ցիկլ, ազդելով ընդունող հատվածի վրա։ Եթեմագնիսական դաշտգերակշռում է, հաջորդական հողանցման օղակում առաջացած ընդհանուր ռեժիմի լարումը տրվում է բանաձևով՝

(1) բանաձևում ΔB-ն ներկայացնում է մագնիսական ինդուկցիայի ինտենսիվության փոփոխությունը, որը չափվում է Վբ/մ-ով։²; S-ը նշանակում է մակերեսը մ²-ով².

Միէլեկտրամագնիսական դաշտ, երբ էլեկտրական դաշտ արժեքը հայտնի է, ինդուկցված լարումը տրվում է (2) հավասարմամբ, որը ընդհանուր առմամբ կիրառելի է, երբ L=150/F կամ պակաս է, որտեղ F-ը ներկայացնում էէլեկտրամագնիսական ալիքի հաճախականությունըՄՀց-ով։ Եթե այս սահմանը գերազանցվում է, առավելագույն ինդուկցված լարման հաշվարկը կարելի է պարզեցնել հետևյալ կերպ՝

3. Դիֆերենցիալ ռեժիմի դաշտի խանգարում. Սա վերաբերում է էլեկտրամատակարարման ևմուտքային և ելքային էլեկտրագծերներԻրական տպատախտակի նախագծման մեջ հեղինակը նկատել է, որ դրա ներդրումը էլեկտրամատակարարման աղմուկի մեջ նվազագույն է, ուստի այստեղ այն կարող է բաց թողնվել։
4. Միջգծային միջամտությունԱյս տեսակի միջամտությունը վերաբերում է էլեկտրահաղորդման գծերի միջև եղած միջամտությանը։ Երբ երկու տարբեր զուգահեռ շղթաների միջև կա փոխադարձ տարողություն (C) և փոխադարձ ինդուկտիվություն (M1-2), միջամտությունը կարտացոլվի միջամտող շղթայում, եթե միջամտության աղբյուրի շղթայում կա լարում (VC) և հոսանք (IC):
   1. Կոնդենսատիվ իմպեդանսով միացված լարումը տրված է (4) հավասարմամբ, որտեղ RV-ն ներկայացնում է զուգահեռական արժեքըմոտակա ծայրային դիմադրությունևհեռավոր դիմադրություն-իխանգարված միացում.
   2. Հաջորդական դիմադրություն ինդուկտիվ միացման միջոցով. Եթե ինտերֆերենցիայի աղբյուրում կա ընդհանուր ռեժիմի աղմուկ, միջգծային ինտերֆերենցիան սովորաբար դրսևորվում է և՛ ընդհանուր ռեժիմում, և՛ դիֆերենցիալ ռեժիմում։
5. Էլեկտրահաղորդման գծի միացումԱյս երևույթը տեղի է ունենում, երբ էլեկտրահաղորդման գիծը միջամտություններ է փոխանցում այլ սարքերին՝ ենթարկվելուց հետո։էլեկտրամագնիսական միջամտություն փոփոխական փոփոխականից կամ հաստատուն հոսանքից էներգիայի աղբյուրՍա ներկայացնում է էլեկտրամատակարարման աղմուկի միջամտության անուղղակի ձև բարձր հաճախականության միացումներԿարևոր է նշել, որ էլեկտրամատակարարման աղմուկը պարտադիր չէ, որ ինքնուրույն առաջանա, այլ կարող է նաև առաջանալ արտաքին միջամտության ինդուկցիայի հետևանքով, ինչը հանգեցնում է ինքն իրենից առաջացած աղմուկի գերակշռմանը (ճառագայթային կամ հաղորդիչ), այդպիսով խանգարելով այլ շղթաների կամ սարքերի աշխատանքին։

• Հակազդեցություններ էլեկտրամատակարարման աղմուկի խանգարման վերացման համար

Հաշվի առնելով վերը վերլուծված էլեկտրամատակարարման աղմուկի խանգարման տարբեր դրսևորումներն ու պատճառները, էլեկտրամատակարարման աղմուկին հանգեցնող պայմանները կարող են հատուկ կերպով խաթարվել՝ արդյունավետորեն ճնշելով խանգարումը: Առաջարկվում են հետևյալ լուծումները.

• ՈւշադրությունՏախտակ անցքի միջովs: Անցքերի համար անհրաժեշտ էփորագրության բացվածքs-ը վրասնուցման շերտ դրանց անցումը հարմարեցնելու համար: Եթե հզորության շերտի բացվածքը չափազանց մեծ է, դա կարող է ազդել ազդանշանային օղակի վրա՝ ստիպելով ազդանշանը շրջանցել և մեծացնելով օղակի մակերեսը և աղմուկը: Եթե որոշակի ազդանշանային գծեր կենտրոնացած են բացվածքի մոտ և կիսում են այս օղակը, ընդհանուր դիմադրությունը կարող է հանգեցնել խաչաձև խոսակցության:
• Մալուխների համար բավարար հողանցման լար. Յուրաքանչյուր ազդանշան պահանջում է իր սեփական նվիրված ազդանշանային օղակ, որտեղ ազդանշանի և օղակի տարածքը պահվում է որքան հնարավոր է փոքր՝ ապահովելով զուգահեռ դասավորություն։
• Սնուցման աղբյուրի աղմուկի ֆիլտրի տեղադրում. Այս ֆիլտրը արդյունավետորեն ճնշում է ներքին սնուցման աղբյուրի աղմուկը՝ բարելավելով համակարգիհակամիջամտություն և անվտանգություն։ Այն ծառայում է որպես երկկողմանիՌադիոհաճախականության ֆիլտր, զտելով էլեկտրահաղորդման գծից ներմուծվող աղմուկի խանգարումը (կանխելով այլ սարքերից առաջացող խանգարումը) և իր կողմից առաջացած աղմուկը (այլ սարքերի հետ կապված խանգարումներից խուսափելու համար), ինչպես նաև խաչաձև ռեժիմների ընդհանուր ռեժիմի խանգարումը։
• Էլեկտրաէներգիայի մեկուսացումՏրանսֆորմատորՍա մեկուսացնում է ընդհանուր ռեժիմի հողանցման օղակըսնուցման օղակ կամ ազդանշանային մալուխ, արդյունավետորեն բաժանելով բարձր հաճախականություններում առաջացած ընդհանուր ռեժիմի օղակային հոսանքը։
• Հզորության կարգավորում. Ավելի մաքուր էլեկտրամատակարարման վերականգնումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել էլեկտրամատակարարման աղմուկը:
• Էլեկտրահաղորդում. Էլեկտրամատակարարման մուտքային և ելքային գծերը պետք է հեռու պահվեն դիէլեկտրիկ տախտակի եզրից՝ ճառագայթում առաջացնելուց և այլ շղթաների կամ սարքավորումների աշխատանքին խանգարելուց խուսափելու համար։
• Առանձին անալոգային և թվային սնուցման աղբյուրներ. Բարձր հաճախականության սարքերը սովորաբար շատ զգայուն են թվային աղմուկի նկատմամբ, ուստի երկուսն էլ պետք է մեկուսացված լինեն և միացված լինեն սնուցման աղբյուրի մուտքի մոտ: Եթե ազդանշանը պետք է հատի և՛ անալոգային, և՛ թվային տիրույթները, ազդանշանի վրա կարելի է տեղադրել օղակ՝ օղակի մակերեսը նվազեցնելու համար:
• Խուսափեք տարբեր շերտերի միջև առանձին սնուցման աղբյուրների համընկնումից. փորձեք դրանք դասավորել աստիճանաբար, որպեսզի սնուցման աղբյուրի աղմուկը հեշտությամբ չմիանա պարազիտային տարողունակության միջոցով։
• Զգայուն բաղադրիչների մեկուսացում. այնպիսի բաղադրիչներ, ինչպիսիք են փուլային կողպված օղակները (PLL), խիստ զգայուն են էլեկտրամատակարարման աղմուկի նկատմամբ և պետք է պահվեն էլեկտրամատակարարումից որքան հնարավոր է հեռու։
• Հոսանքի լարի տեղադրում. Հոսանքի լարը ազդանշանային գծի կողքին տեղադրելը կարող է նվազեցնել ազդանշանի օղակը և հասնել աղմուկի նվազեցման:
• Շրջանցիկ ուղու հողանցում. Շղթայի վրա սնուցման աղբյուրի և արտաքին սնուցման աղբյուրի միջամտության հետևանքով կուտակված աղմուկը կանխելու համար շրջանցիկ ուղին կարող է հողանցվել միջամտության ուղու վրա (բացառությամբ ճառագայթման), թույլ տալով աղմուկը շրջանցել դեպի հողանցում և խուսափելով այլ սարքերի և սարքավորումների հետ միջամտությունից։

Եզրափակելով՝Սնուցման աղբյուրի աղմուկը, անկախ նրանից՝ ուղղակիորեն է առաջանում, թե անուղղակիորեն, խանգարում է շղթայի աշխատանքին։ Շղթայի վրա դրա ազդեցությունը ճնշելիս պետք է հետևել ընդհանուր սկզբունքի՝ նվազագույնի հասցնել սնուցման աղբյուրի աղմուկի ազդեցությունը շղթայի վրա՝ միաժամանակ նվազեցնելով արտաքին գործոնների կամ շղթայի ազդեցությունը սնուցման աղբյուրի վրա՝ սնուցման աղբյուրի աղմուկի վատթարացումը կանխելու համար։