ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബി ഡിസൈൻ പ്രക്രിയയിലെ പവർ സപ്ലൈ നോയിസിന്റെ വിശകലനവും ലഘൂകരണവും
ൽ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികളിൽ, വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദം ഒരു പ്രധാന ഇടപെടലായി വേറിട്ടുനിൽക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികളിലെ വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദത്തിന്റെ സവിശേഷതകളെയും ഉത്ഭവത്തെയും കുറിച്ചുള്ള സമഗ്രമായ വിശകലനം ഈ ലേഖനം നടത്തുന്നു, കൂടാതെ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രായോഗികവും ഫലപ്രദവുമായ പരിഹാരങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.
എ.വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദത്തിന്റെ വിശകലനം
വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദം എന്നത് വൈദ്യുതി വിതരണം തന്നെ സൃഷ്ടിക്കുന്നതോ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നതോ ആയ ശബ്ദത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ഇടപെടൽ ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ പ്രകടമാണ്:
- ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ട ശബ്ദംഅന്തർലീനമായ പ്രതിരോധം ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സർക്യൂട്ടുകളിൽ, വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദം ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലുകളെ സാരമായി ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, പ്രാരംഭ ആവശ്യകത കുറഞ്ഞ ശബ്ദമാണ്വൈദ്യുതി വിതരണം. വൃത്തിയുള്ള മണ്ണും വൈദ്യുതി വിതരണവും ഒരുപോലെ പ്രധാനമാണ്.
ഒരു ഉത്തമ സാഹചര്യത്തിൽ, വൈദ്യുതി വിതരണംഇംപെഡൻസ്-ഫ്രീ, അതിന്റെ ഫലമായി ശബ്ദമില്ല. എന്നിരുന്നാലും, പ്രായോഗികമായി, പവർ സപ്ലൈയിൽ ഒരു നിശ്ചിത ഇംപെഡൻസ് ഉണ്ട്, അത് മുഴുവൻ പവർ സപ്ലൈയിലും വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് ശബ്ദത്തിന്റെ സൂപ്പർഇമ്പോസിഷനിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. അതിനാൽ, പവർ സപ്ലൈ ഇംപെഡൻസ് കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കണം. ഒരു സമർപ്പിത പവർ പ്ലെയിൻഒപ്പംഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിൻ. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സർക്യൂട്ട് രൂപകൽപ്പനയിൽ, ബസ് ഫോർമാറ്റിനേക്കാൾ ലെയറുകളിൽ പവർ സപ്ലൈ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതാണ് പൊതുവെ കൂടുതൽ ഫലപ്രദം, ലൂപ്പ് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഇംപെഡൻസുള്ള പാത സ്ഥിരമായി പിന്തുടരുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു. കൂടാതെ, പവർ ബോർഡ് ഒരുസിഗ്നൽ ലൂപ്പ്പിസിബിയിൽ ജനറേറ്റ് ചെയ്യുകയും സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന എല്ലാ സിഗ്നലുകൾക്കും, അതുവഴി സിഗ്നൽ ലൂപ്പ് കുറയ്ക്കുകയും ശബ്ദം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
- കോമൺ മോഡ് ഫീൽഡ് ഇടപെടൽ: വൈദ്യുതി വിതരണത്തിനും ഗ്രൗണ്ടിനും ഇടയിലുള്ള ശബ്ദവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ് ഈ തരത്തിലുള്ള ഇടപെടൽ. തടസ്സപ്പെട്ട സർക്യൂട്ട് രൂപപ്പെടുന്ന ഒരു ലൂപ്പും കോമൺ റഫറൻസ് ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ഉണ്ടാകുന്ന കോമൺ മോഡ് വോൾട്ടേജും മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഇടപെടലിൽ നിന്നാണ് ഇത് ഉണ്ടാകുന്നത്. വ്യാപ്തി ആപേക്ഷിക വൈദ്യുത, കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിന്റെ തീവ്രത താരതമ്യേന കുറവാണ്.
ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, കറന്റ് (Ic) കുറയുന്നത് പരമ്പരയിൽ ഒരു പൊതു-മോഡ് വോൾട്ടേജിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.കറന്റ് ലൂപ്പ്, സ്വീകരിക്കുന്ന വിഭാഗത്തെ ബാധിക്കുന്നു. എങ്കിൽകാന്തികക്ഷേത്രംപരമ്പര ഗ്രൗണ്ട് ലൂപ്പിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന പൊതു മോഡ് വോൾട്ടേജ് ഫോർമുല പ്രകാരം നൽകിയിരിക്കുന്നു:
ഫോർമുല (1) ലെ ΔB എന്നത് കാന്തിക പ്രേരണ തീവ്രതയിലെ മാറ്റത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഇത് Wb/m ൽ അളക്കുന്നു.2; S എന്നത് m ലെ വിസ്തീർണ്ണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു2.
ഒരുവൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്രം, എപ്പോൾ വൈദ്യുത മണ്ഡലം മൂല്യം അറിയപ്പെടുന്നു, പ്രേരിത വോൾട്ടേജ് സമവാക്യം (2) വഴി നൽകുന്നു, ഇത് സാധാരണയായി L=150/F അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ ബാധകമാണ്, F പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗ ആവൃത്തിMHz-ൽ. ഈ പരിധി കവിഞ്ഞാൽ, പരമാവധി ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് വോൾട്ടേജിന്റെ കണക്കുകൂട്ടൽ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ ലളിതമാക്കാം:
- ഡിഫറൻഷ്യൽ മോഡ് ഫീൽഡ് ഇടപെടൽ: ഇത് വൈദ്യുതി വിതരണത്തിനുംഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് പവർ ലൈൻഎസ്യഥാർത്ഥ പിസിബി രൂപകൽപ്പനയിൽ, പവർ സപ്ലൈ ശബ്ദത്തിൽ അതിന്റെ സംഭാവന വളരെ കുറവാണെന്ന് രചയിതാവ് നിരീക്ഷിച്ചു, അതിനാൽ ഇവിടെ അത് ഒഴിവാക്കാം.
- ഇന്റർലൈൻ ഇടപെടൽ: ഈ തരത്തിലുള്ള ഇടപെടൽ വൈദ്യുതി ലൈനുകൾ തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്. രണ്ട് വ്യത്യസ്ത സമാന്തര സർക്യൂട്ടുകൾക്കിടയിൽ പരസ്പര കപ്പാസിറ്റൻസും (C) പരസ്പര ഇൻഡക്റ്റൻസും (M1-2) ഉള്ളപ്പോൾ, ഇടപെടൽ ഉറവിട സർക്യൂട്ടിൽ വോൾട്ടേജും (VC) കറന്റും (IC) ഉണ്ടെങ്കിൽ ഇടപെടൽ സർക്യൂട്ടിൽ ഇടപെടൽ പ്രകടമാകും:
- കപ്പാസിറ്റീവ് ഇംപെഡൻസ് വഴി ബന്ധിപ്പിച്ച വോൾട്ടേജ് സമവാക്യം (4) വഴി നൽകിയിരിക്കുന്നു, ഇവിടെ RV എന്നത്നിയർ-എൻഡ് റെസിസ്റ്റൻസ്കൂടാതെവിദൂര പ്രതിരോധംയുടെഇന്റർഫേർഡ് സർക്യൂട്ട്.
- ഇൻഡക്റ്റീവ് കപ്ലിംഗ് വഴിയുള്ള സീരീസ് റെസിസ്റ്റൻസ്: ഇന്റർഫെറൻസ് സ്രോതസ്സിൽ കോമൺ മോഡ് നോയ്സ് ഉണ്ടെങ്കിൽ, ഇന്റർലൈൻ ഇന്റർഫെറൻസ് സാധാരണയായി കോമൺ മോഡിലും ഡിഫറൻഷ്യൽ മോഡിലും ദൃശ്യമാകും.
- പവർ ലൈൻ കപ്ലിംഗ്: വൈദ്യുതി ലൈൻ മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് ഇടപെടലുകൾ കൈമാറുമ്പോൾ ഈ പ്രതിഭാസം സംഭവിക്കുന്നു.വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടൽ AC അല്ലെങ്കിൽ DC യിൽ നിന്ന് പവർ സ്രോതസ്സ്ഇത് പവർ സപ്ലൈ ശബ്ദ ഇടപെടലിന്റെ ഒരു പരോക്ഷ രൂപത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സർക്യൂട്ട്എസ്. വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദം സ്വയം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടണമെന്നില്ല, മറിച്ച് ബാഹ്യ ഇടപെടൽ പ്രേരണയുടെ ഫലമായും ഉണ്ടാകാം, ഇത് സ്വയം സൃഷ്ടിക്കുന്ന ശബ്ദത്തിന്റെ സൂപ്പർഇമ്പോസിഷനിലേക്ക് (വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയോ നടത്തപ്പെടുകയോ) നയിക്കുന്നു, അതുവഴി മറ്റ് സർക്യൂട്ടുകളെയോ ഉപകരണങ്ങളെയോ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.
- വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദ തടസ്സം ഇല്ലാതാക്കുന്നതിനുള്ള പ്രതിരോധ നടപടികൾ
മുകളിൽ വിശകലനം ചെയ്ത വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദ ഇടപെടലിന്റെ വിവിധ പ്രകടനങ്ങളും കാരണങ്ങളും കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്ന സാഹചര്യങ്ങളെ പ്രത്യേകമായി തടസ്സപ്പെടുത്താനും, ഇടപെടലിനെ ഫലപ്രദമായി അടിച്ചമർത്താനും കഴിയും. ഇനിപ്പറയുന്ന പരിഹാരങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു:
- ശ്രദ്ധിക്കുകബോർഡ് ത്രൂ ഹോൾs: ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ അനിവാര്യംഎച്ചിംഗ് ഓപ്പണിംഗ്എസ് ന്പവർ സപ്ലൈ ലെയർ അവയുടെ കടന്നുപോകൽ സൗകര്യമൊരുക്കാൻ. പവർ ലെയർ ഓപ്പണിംഗ് വളരെ വലുതാണെങ്കിൽ, അത് സിഗ്നൽ ലൂപ്പിനെ ബാധിക്കുകയും സിഗ്നലിനെ ബൈപാസ് ചെയ്യാൻ നിർബന്ധിതമാക്കുകയും ലൂപ്പ് ഏരിയയും ശബ്ദവും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും. ചില സിഗ്നൽ ലൈനുകൾ ഓപ്പണിംഗിന് സമീപം കേന്ദ്രീകരിച്ച് ഈ ലൂപ്പ് പങ്കിടുകയാണെങ്കിൽ, പൊതുവായ ഇംപെഡൻസ് ക്രോസ്സ്റ്റോക്കിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം.
- കേബിളുകൾക്ക് മതിയായ ഗ്രൗണ്ട് വയർ: ഓരോ സിഗ്നലിനും അതിന്റേതായ പ്രത്യേക സിഗ്നൽ ലൂപ്പ് ആവശ്യമാണ്, സിഗ്നലും ലൂപ്പ് ഏരിയയും കഴിയുന്നത്ര ചെറുതായി നിലനിർത്തി സമാന്തര വിന്യാസം ഉറപ്പാക്കുന്നു.
- പവർ സപ്ലൈ നോയ്സ് ഫിൽട്ടറിന്റെ സ്ഥാനം: ഈ ഫിൽട്ടർ ആന്തരിക പവർ സപ്ലൈ നോയ്സിനെ ഫലപ്രദമായി അടിച്ചമർത്തുന്നു, സിസ്റ്റം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നുആന്റി-ഇടപെടൽ സുരക്ഷയും. ഇത് രണ്ട് വഴികളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നുആർഎഫ് ഫിൽട്ടർ, വൈദ്യുതി ലൈനിൽ നിന്ന് വരുന്ന ശബ്ദ ഇടപെടലുകൾ ഫിൽട്ടർ ചെയ്യൽ (മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഇടപെടലുകൾ തടയൽ), സ്വയം സൃഷ്ടിക്കുന്ന ശബ്ദങ്ങൾ (മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളുമായുള്ള ഇടപെടലുകൾ ഒഴിവാക്കാൻ), അതുപോലെ ക്രോസ്-മോഡ് കോമൺ മോഡ് ഇടപെടലുകൾ.
- പവർ ഐസൊലേഷൻട്രാൻസ്ഫോർമർ: ഇത് കോമൺ-മോഡ് ഗ്രൗണ്ട് ലൂപ്പിനെ വേർതിരിക്കുന്നുപവർ സപ്ലൈ ലൂപ്പർ സിഗ്നൽ കേബിൾഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസികളിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന കോമൺ-മോഡ് ലൂപ്പ് കറന്റിനെ ഫലപ്രദമായി വേർതിരിക്കുന്ന ഒരു സംവിധാനമാണിത്.
- വൈദ്യുതി നിയന്ത്രണം: ശുദ്ധമായ ഒരു വൈദ്യുതി വിതരണം പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്നത് വൈദ്യുതി വിതരണത്തിലെ ശബ്ദം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കും.
- വയറിംഗ്: റേഡിയേഷൻ സൃഷ്ടിക്കുന്നതും മറ്റ് സർക്യൂട്ടുകളിലോ ഉപകരണങ്ങളിലോ ഇടപെടുന്നതും ഒഴിവാക്കാൻ വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് ലൈനുകൾ ഡൈഇലക്ട്രിക് ബോർഡിന്റെ അരികിൽ നിന്ന് അകറ്റി നിർത്തണം.
- അനലോഗ്, ഡിജിറ്റൽ പവർ സപ്ലൈകൾ വേർതിരിക്കുക: ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ഉപകരണങ്ങൾ പൊതുവെ ഡിജിറ്റൽ ശബ്ദത്തോട് വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്, അതിനാൽ പവർ സപ്ലൈയുടെ പ്രവേശന കവാടത്തിൽ അവ രണ്ടും വേർതിരിച്ച് ഒരുമിച്ച് ബന്ധിപ്പിക്കണം. ഒരു സിഗ്നൽ അനലോഗ്, ഡിജിറ്റൽ ഡൊമെയ്നുകൾ മറികടക്കേണ്ടതുണ്ടെങ്കിൽ, ലൂപ്പ് ഏരിയ കുറയ്ക്കുന്നതിന് സിഗ്നലിന് കുറുകെ ഒരു ലൂപ്പ് സ്ഥാപിക്കാവുന്നതാണ്.
- വ്യത്യസ്ത പാളികൾക്കിടയിൽ പ്രത്യേക പവർ സപ്ലൈകൾ ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നത് ഒഴിവാക്കുക: പാരാസൈറ്റിക് കപ്പാസിറ്റൻസ് വഴി വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദം എളുപ്പത്തിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് തടയാൻ അവയെ സ്തംഭിപ്പിക്കാൻ ശ്രമിക്കുക.
- സെൻസിറ്റീവ് ഘടകങ്ങൾ ഒറ്റപ്പെടുത്തുക: ഫേസ്-ലോക്ക്ഡ് ലൂപ്പുകൾ (PLL-കൾ) പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദത്തോട് വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആയതിനാൽ വൈദ്യുതി വിതരണത്തിൽ നിന്ന് കഴിയുന്നത്ര അകലെ സൂക്ഷിക്കണം.
- പവർ കോർഡ് സ്ഥാപിക്കൽ: സിഗ്നൽ ലൈനിനോട് ചേർന്ന് ഒരു പവർ ലൈൻ സ്ഥാപിക്കുന്നത് സിഗ്നൽ ലൂപ്പ് കുറയ്ക്കുകയും ശബ്ദം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും.
- ബൈപാസ് പാത്ത് ഗ്രൗണ്ടിംഗ്: സർക്യൂട്ട് ബോർഡിലെ പവർ സപ്ലൈ ഇടപെടലും ബാഹ്യ പവർ സപ്ലൈ ഇടപെടലും മൂലമുണ്ടാകുന്ന ശബ്ദത്തിന്റെ കുമിഞ്ഞുകൂടൽ തടയുന്നതിന്, ബൈപാസ് പാത്ത് ഇന്റർഫറൻസ് പാതയിൽ (റേഡിയേഷൻ ഒഴികെ) ഗ്രൗണ്ട് ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഇത് ശബ്ദം നിലത്തേക്ക് ബൈപാസ് ചെയ്യാനും മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളുമായും ഉപകരണങ്ങളുമായും ഇടപെടുന്നത് ഒഴിവാക്കാനും അനുവദിക്കുന്നു.
ഉപസംഹാരമായി:വൈദ്യുതി വിതരണത്തിൽ നിന്ന് നേരിട്ടോ അല്ലാതെയോ ഉണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദം സർക്യൂട്ടിനെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. സർക്യൂട്ടിൽ അതിന്റെ സ്വാധീനം അടിച്ചമർത്തുമ്പോൾ, ഒരു പൊതു തത്വം പാലിക്കണം: വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദത്തിന്റെ അപചയം തടയുന്നതിന് സർക്യൂട്ടിൽ വൈദ്യുതി വിതരണ ശബ്ദത്തിന്റെ ആഘാതം കുറയ്ക്കുന്നതിനൊപ്പം ബാഹ്യ ഘടകങ്ങളുടെയോ സർക്യൂട്ടിന്റെയോ സ്വാധീനം കുറയ്ക്കുക.
