उच्च-फ्रिक्वेन्सी PCB डिजाइन प्रक्रियामा पावर सप्लाई शोरको विश्लेषण र न्यूनीकरण

मा उच्च आवृत्ति PCBs, पावर सप्लाई शोर हस्तक्षेपको एक महत्वपूर्ण रूपको रूपमा बाहिर खडा छ। यस लेखले उच्च-फ्रिक्वेन्सी PCB हरूमा पावर सप्लाई शोरको विशेषताहरू र उत्पत्तिको विस्तृत विश्लेषण गर्दछ, र इन्जिनियरिङ अनुप्रयोगहरूमा आधारित व्यावहारिक र प्रभावकारी समाधानहरू प्रदान गर्दछ।

क।पावर सप्लाई शोरको विश्लेषण

विद्युत आपूर्ति आवाज भन्नाले विद्युत आपूर्ति आफैंले उत्पन्न गर्ने वा अवरुद्ध हुने आवाजलाई जनाउँछ। यो हस्तक्षेप निम्न पक्षहरूमा स्पष्ट छ:

1. बाट उत्पन्न वितरित आवाजअन्तर्निहित प्रतिबाधा विद्युत आपूर्तिको। उच्च-फ्रिक्वेन्सी सर्किटहरूमा, विद्युत आपूर्तिको आवाजले उच्च-फ्रिक्वेन्सी संकेतहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा असर गर्छ। त्यसकारण, प्रारम्भिक आवश्यकता कम-शोर होविद्युत आपूर्तिसफा जमिन र बिजुली आपूर्ति पनि उत्तिकै महत्त्वपूर्ण छन्।

आदर्श परिदृश्यमा, बिजुली आपूर्ति हुनेछप्रतिबाधा-रहित, जसको परिणामस्वरूप कुनै आवाज हुँदैन। यद्यपि, व्यवहारमा, विद्युत आपूर्तिमा एक निश्चित प्रतिबाधा हुन्छ, जुन सम्पूर्ण विद्युत आपूर्तिमा वितरित हुन्छ, जसले गर्दा आवाजको सुपरइम्पोजिसन हुन्छ। त्यसकारण, विद्युत आपूर्ति प्रतिबाधालाई कम गर्न प्रयास गर्नुपर्छ। समर्पित हुनु राम्रो हुन्छ पावर प्लेनरजमिनको समतल। उच्च-फ्रिक्वेन्सी सर्किट डिजाइनमा, बस ढाँचाको सट्टा तहहरूमा पावर सप्लाई डिजाइन गर्नु सामान्यतया बढी प्रभावकारी हुन्छ, जसले गर्दा लूपले लगातार कम प्रतिबाधाको साथ मार्ग पछ्याउँछ भन्ने कुरा सुनिश्चित हुन्छ। थप रूपमा, पावर बोर्डले प्रदान गर्दछसिग्नल लूपPCB मा उत्पन्न र प्राप्त सबै सिग्नलहरूको लागि, जसले गर्दा सिग्नल लूप कम हुन्छ र आवाज कम हुन्छ।

2. सामान्य मोड फिल्ड हस्तक्षेप: यस प्रकारको हस्तक्षेप बिजुली आपूर्ति र जमिन बीचको आवाजसँग सम्बन्धित छ। यो अवरुद्ध सर्किट र सामान्य सन्दर्भ सतहबाट उत्पन्न सामान्य मोड भोल्टेज द्वारा बनाईएको लूपको कारणले हुने हस्तक्षेपबाट उत्पन्न हुन्छ। परिमाण सापेक्षिक विद्युतीय र चुम्बकीय क्षेत्रहरूमा निर्भर गर्दछ, र यसको तीव्रता अपेक्षाकृत कम छ।

यस परिदृश्यमा, वर्तमान (Ic) मा कमीले श्रृंखलामा सामान्य-मोड भोल्टेज निम्त्याउँछ।वर्तमान लूप, प्राप्त गर्ने खण्डलाई असर गर्दै। यदिचुम्बकीय क्षेत्रप्रबल हुन्छ, श्रृंखला ग्राउन्ड लूपमा उत्पन्न हुने सामान्य मोड भोल्टेज सूत्रद्वारा दिइएको छ:

सूत्र (1) मा ΔB ले चुम्बकीय प्रेरण तीव्रतामा परिवर्तनलाई जनाउँछ, जुन Wb/m मा मापन गरिन्छ।^२; S ले m मा क्षेत्रफल जनाउँछ।^२।

को लागिविद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, जब विद्युत क्षेत्र मान थाहा छ भने, प्रेरित भोल्टेज समीकरण (2) द्वारा दिइएको छ, जुन सामान्यतया L=150/F वा कम हुँदा लागू हुन्छ, F ले प्रतिनिधित्व गर्दछविद्युत चुम्बकीय तरंग आवृत्तिMHz मा। यदि यो सीमा नाघेको छ भने, अधिकतम प्रेरित भोल्टेजको गणना निम्नानुसार सरलीकृत गर्न सकिन्छ:

3. भिन्न मोड फिल्ड हस्तक्षेप: यसले पावर सप्लाई र बीचको हस्तक्षेपलाई जनाउँछइनपुट र आउटपुट पावर लाइनको। वास्तविक PCB डिजाइनमा, लेखकले पावर सप्लाई शोरमा यसको योगदान न्यूनतम रहेको अवलोकन गरे, र त्यसैले यहाँ छोड्न सकिन्छ।
4. इन्टरलाइन हस्तक्षेप: यस प्रकारको हस्तक्षेप पावर लाइनहरू बीचको हस्तक्षेपसँग सम्बन्धित छ। जब दुई फरक समानान्तर सर्किटहरू बीच पारस्परिक क्यापेसिटन्स (C) र पारस्परिक इन्डक्टन्स (M1-2) हुन्छ, यदि हस्तक्षेप स्रोत सर्किटमा भोल्टेज (VC) र करेन्ट (IC) छ भने हस्तक्षेप गरिएको सर्किटमा हस्तक्षेप प्रकट हुनेछ:
   1. क्यापेसिटिव प्रतिबाधा मार्फत जोडिएको भोल्टेज समीकरण (4) द्वारा दिइएको छ, जहाँ RV ले समानान्तर मानलाई प्रतिनिधित्व गर्दछनजिकको प्रतिरोधरदूरगामी प्रतिरोधकोहस्तक्षेप गरिएको सर्किट।
   2. आगमनात्मक युग्मन मार्फत श्रृंखला प्रतिरोध: यदि हस्तक्षेप स्रोतमा सामान्य मोड आवाज छ भने, इन्टरलाइन हस्तक्षेप सामान्यतया सामान्य मोड र भिन्न मोड दुवैमा देखा पर्दछ।
5. पावर लाइन कपलिंग: यो घटना तब हुन्छ जब पावर लाइनले अन्य उपकरणहरूमा हस्तक्षेप प्रसारण गर्दछ जबविद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप एसी वा डीसीबाट शक्ति स्रोतयसले पावर सप्लाई ध्वनि हस्तक्षेपको अप्रत्यक्ष रूपलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ उच्च-फ्रिक्वेन्सी सर्किटको। यो कुरा ध्यान दिनु महत्त्वपूर्ण छ कि पावर सप्लाईको आवाज आफैं उत्पन्न नहुन सक्छ, तर बाह्य हस्तक्षेप प्रेरणाको कारणले पनि हुन सक्छ, जसले गर्दा आफैंले उत्पन्न गर्ने आवाजको सुपरइम्पोजिसन (विकिरणित वा सञ्चालन) हुन्छ, जसले गर्दा अन्य सर्किट वा उपकरणहरूमा हस्तक्षेप हुन्छ।

• विद्युत आपूर्ति आवाज हस्तक्षेप हटाउन प्रतिरोधात्मक उपायहरू

माथि विश्लेषण गरिएका विद्युत आपूर्ति आवाज हस्तक्षेपका विभिन्न अभिव्यक्ति र कारणहरूलाई विचार गर्दा, विद्युत आपूर्ति आवाज निम्त्याउने अवस्थाहरूलाई विशेष रूपमा अवरोध गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा हस्तक्षेपलाई प्रभावकारी रूपमा दबाउन सकिन्छ। निम्न समाधानहरू सिफारिस गरिएका छन्:

• ध्यान दिनुहोस्प्वालबाट बोर्ड गर्नुहोस्s: प्वालहरू मार्फत आवश्यक छनक्काशी खोल्नेमाविद्युत आपूर्ति तह तिनीहरूको मार्ग समायोजन गर्न। यदि पावर लेयर ओपनिङ धेरै ठूलो छ भने, यसले सिग्नल लूपलाई असर गर्न सक्छ, सिग्नललाई बाइपास गर्न बाध्य पार्छ र लूप क्षेत्र र आवाज बढाउँछ। यदि निश्चित सिग्नल लाइनहरू ओपनिङ नजिकै केन्द्रित छन् र यो लूप साझा गर्छन् भने, सामान्य प्रतिबाधाले क्रसस्टक निम्त्याउन सक्छ।
• केबलहरूको लागि पर्याप्त ग्राउन्ड वायर: प्रत्येक सिग्नललाई आफ्नै समर्पित सिग्नल लूप चाहिन्छ, सिग्नल र लूप क्षेत्र सकेसम्म सानो राखेर, समानान्तर पङ्क्तिबद्धता सुनिश्चित गर्दै।
• पावर सप्लाई नाइज फिल्टरको प्लेसमेन्ट: यो फिल्टरले आन्तरिक पावर सप्लाई नाइजलाई प्रभावकारी रूपमा दबाउँछ, जसले गर्दा प्रणालीमा सुधार हुन्छ।हस्तक्षेप विरोधी र सुरक्षा। यसले दुई-तर्फी रूपमा काम गर्दछआरएफ फिल्टर, पावर लाइनबाट सुरु भएको आवाज हस्तक्षेप (अन्य उपकरणहरूबाट हस्तक्षेप रोक्न) र आफैंले उत्पन्न गर्ने आवाज (अन्य उपकरणहरूमा हस्तक्षेपबाट बच्न) फिल्टर गर्ने, साथै क्रस-मोड सामान्य मोड हस्तक्षेप।
• पावर आइसोलेसनट्रान्सफर्मर: यसले को सामान्य-मोड ग्राउन्ड लूपलाई अलग गर्छपावर सप्लाई लूप वा सिग्नल केबल, उच्च आवृत्तिहरूमा उत्पन्न हुने सामान्य-मोड लूप करेन्टलाई प्रभावकारी रूपमा अलग गर्दै।
• पावर नियमन: सफा पावर आपूर्ति पुनर्स्थापित गर्नाले पावर आपूर्तिको आवाजलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न सकिन्छ।
• तार: विकिरण उत्पन्न हुनबाट जोगिन र अन्य सर्किट वा उपकरणहरूमा हस्तक्षेप गर्नबाट जोगिन पावर सप्लाईको इनपुट र आउटपुट लाइनहरू डाइइलेक्ट्रिक बोर्डको किनारबाट टाढा राख्नुपर्छ।
• एनालग र डिजिटल पावर सप्लाईहरू अलग गर्नुहोस्: उच्च-फ्रिक्वेन्सी उपकरणहरू सामान्यतया डिजिटल आवाजको लागि धेरै संवेदनशील हुन्छन्, त्यसैले दुईलाई अलग गरेर पावर सप्लाई प्रवेशद्वारमा एकसाथ जोड्नु पर्छ। यदि सिग्नलले एनालग र डिजिटल दुवै डोमेनहरू पार गर्न आवश्यक छ भने, लूप क्षेत्र घटाउन सिग्नलमा लूप राख्न सकिन्छ।
• विभिन्न तहहरू बीच छुट्टाछुट्टै पावर सप्लाईहरू ओभरल्याप गर्नबाट बच्नुहोस्: परजीवी क्यापेसिटन्स मार्फत पावर सप्लाईको आवाज सजिलैसँग जोडिनबाट रोक्नको लागि तिनीहरूलाई हल्लाउने प्रयास गर्नुहोस्।
• संवेदनशील कम्पोनेन्टहरू अलग गर्नुहोस्: फेज-लक्ड लूपहरू (PLLs) जस्ता कम्पोनेन्टहरू पावर सप्लाईको आवाजप्रति अत्यधिक संवेदनशील हुन्छन् र तिनीहरूलाई पावर सप्लाईबाट सकेसम्म टाढा राख्नुपर्छ।
• पावर कर्डको स्थान: सिग्नल लाइनको छेउमा पावर लाइन राख्नाले सिग्नल लूप कम गर्न र आवाज घटाउन सकिन्छ।
• बाइपास मार्ग ग्राउन्डिङ: सर्किट बोर्डमा पावर सप्लाई हस्तक्षेप र बाह्य पावर सप्लाई हस्तक्षेपबाट हुने संचित आवाजलाई रोक्नको लागि, बाइपास मार्गलाई हस्तक्षेप मार्गमा ग्राउन्ड गर्न सकिन्छ (विकिरण बाहेक), आवाजलाई जमिनमा बाइपास गर्न अनुमति दिँदै र अन्य उपकरणहरू र उपकरणहरूमा हस्तक्षेपबाट बच्न।

निष्कर्षमा:विद्युत आपूर्तिबाट प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष रूपमा उत्पन्न हुने विद्युत आपूर्ति आवाजले सर्किटमा हस्तक्षेप गर्छ। सर्किटमा यसको प्रभावलाई दबाउँदा, एउटा सामान्य सिद्धान्त पालना गर्नुपर्छ: सर्किटमा विद्युत आपूर्ति आवाजको प्रभावलाई कम गर्ने र बाह्य कारकहरू वा विद्युत आपूर्तिमा सर्किटको प्रभावलाई कम गर्ने ताकि विद्युत आपूर्ति आवाजको ह्रास रोक्न सकियोस्।