అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PCB డిజైన్ ప్రక్రియలో విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం యొక్క విశ్లేషణ మరియు తగ్గింపు

లో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PCBs, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం జోక్యం యొక్క ముఖ్యమైన రూపంగా నిలుస్తుంది. ఈ వ్యాసం అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PCBలలో విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం యొక్క లక్షణాలు మరియు మూలాల యొక్క సమగ్ర విశ్లేషణను నిర్వహిస్తుంది మరియు ఇంజనీరింగ్ అప్లికేషన్ల ఆధారంగా ఆచరణాత్మక మరియు ప్రభావవంతమైన పరిష్కారాలను అందిస్తుంది.

ఎ.విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం యొక్క విశ్లేషణ

విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం అంటే విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే లేదా అంతరాయం కలిగించే శబ్దం. ఈ జోక్యం ఈ క్రింది అంశాలలో స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది:

1. దీని ఫలితంగా వ్యాపించిన శబ్దంస్వాభావిక అవరోధం విద్యుత్ సరఫరా యొక్క. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లలో, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సంకేతాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. కాబట్టి, ప్రారంభ అవసరం తక్కువ-శబ్దంవిద్యుత్ సరఫరా. శుభ్రమైన నేల మరియు విద్యుత్ సరఫరా కూడా అంతే కీలకం.

ఒక ఆదర్శ సందర్భంలో, విద్యుత్ సరఫరా ఇలా ఉంటుందిఇంపెడెన్స్-ఫ్రీ, ఫలితంగా శబ్దం ఉండదు. అయితే, ఆచరణలో, విద్యుత్ సరఫరా ఒక నిర్దిష్ట అవరోధాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది మొత్తం విద్యుత్ సరఫరా అంతటా పంపిణీ చేయబడుతుంది, ఇది శబ్దం యొక్క సూపర్‌ఇంపోజిషన్‌కు దారితీస్తుంది. అందువల్ల, విద్యుత్ సరఫరా అవరోధాన్ని తగ్గించడానికి ప్రయత్నాలు చేయాలి. అంకితమైన పవర్ ప్లేన్మరియుగ్రౌండ్ ప్లేన్. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్ డిజైన్‌లో, బస్ ఫార్మాట్‌లో కాకుండా లేయర్‌లలో విద్యుత్ సరఫరాను రూపొందించడం సాధారణంగా మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది, లూప్ స్థిరంగా అతి తక్కువ ఇంపెడెన్స్‌తో మార్గాన్ని అనుసరిస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది. అదనంగా, పవర్ బోర్డు ఒకసిగ్నల్ లూప్PCBలో ఉత్పత్తి చేయబడిన మరియు స్వీకరించబడిన అన్ని సిగ్నల్‌ల కోసం, తద్వారా సిగ్నల్ లూప్‌ను తగ్గించడం మరియు శబ్దాన్ని తగ్గించడం.

2. సాధారణ మోడ్ ఫీల్డ్ జోక్యం: ఈ రకమైన జోక్యం విద్యుత్ సరఫరా మరియు భూమి మధ్య శబ్దానికి సంబంధించినది. అంతరాయం కలిగిన సర్క్యూట్ మరియు సాధారణ రిఫరెన్స్ ఉపరితలం నుండి వచ్చే సాధారణ మోడ్ వోల్టేజ్ ద్వారా ఏర్పడిన లూప్ వల్ల కలిగే జోక్యం నుండి ఇది పుడుతుంది. పరిమాణం సాపేక్ష విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు దాని తీవ్రత సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది.

ఈ సందర్భంలో, కరెంట్ (Ic) తగ్గుదల సిరీస్‌లో కామన్-మోడ్ వోల్టేజ్‌కు దారితీస్తుందిప్రస్తుత లూప్, స్వీకరించే విభాగంపై ప్రభావం చూపుతుంది. ఒకవేళఅయస్కాంత క్షేత్రంప్రధానంగా, సిరీస్ గ్రౌండ్ లూప్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడిన సాధారణ మోడ్ వోల్టేజ్ సూత్రం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది:

ఫార్ములా (1) లోని ΔB అనేది అయస్కాంత ప్రేరణ తీవ్రతలో మార్పును సూచిస్తుంది, దీనిని Wb/mలో కొలుస్తారు.²; S అనేది m లో వైశాల్యాన్ని సూచిస్తుంది².

ఒక కోసంవిద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం, ఎప్పుడు విద్యుత్ క్షేత్రం విలువ తెలిసినా, ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ సమీకరణం (2) ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, ఇది సాధారణంగా L=150/F లేదా అంతకంటే తక్కువ ఉన్నప్పుడు వర్తిస్తుంది, F అనేదివిద్యుదయస్కాంత తరంగ పౌనఃపున్యంఈ పరిమితిని మించిపోతే, గరిష్ట ప్రేరిత వోల్టేజ్ యొక్క గణనను ఈ క్రింది విధంగా సరళీకరించవచ్చు:

3. డిఫరెన్షియల్ మోడ్ ఫీల్డ్ జోక్యం: ఇది విద్యుత్ సరఫరా మరియుఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ విద్యుత్ లైన్లు. వాస్తవ PCB రూపకల్పనలో, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దానికి దాని సహకారం తక్కువగా ఉందని రచయిత గమనించారు, కాబట్టి ఇక్కడ దానిని విస్మరించవచ్చు.
4. ఇంటర్‌లైన్ జోక్యం: ఈ రకమైన జోక్యం విద్యుత్ లైన్ల మధ్య జోక్యానికి సంబంధించినది. రెండు వేర్వేరు సమాంతర సర్క్యూట్ల మధ్య పరస్పర కెపాసిటెన్స్ (C) మరియు పరస్పర ఇండక్టెన్స్ (M1-2) ఉన్నప్పుడు, జోక్యం సోర్స్ సర్క్యూట్‌లో వోల్టేజ్ (VC) మరియు కరెంట్ (IC) ఉంటే జోక్యం చేయబడిన సర్క్యూట్‌లో వ్యక్తమవుతుంది:
   1. కెపాసిటివ్ ఇంపెడెన్స్ ద్వారా జతచేయబడిన వోల్టేజ్ సమీకరణం (4) ద్వారా ఇవ్వబడింది, ఇక్కడ RV సమాంతర విలువను సూచిస్తుందిదాదాపు ముగింపు నిరోధకతమరియుదూర-ముగింపు నిరోధకతయొక్కజోక్యం చేసుకున్న సర్క్యూట్.
   2. ఇండక్టివ్ కప్లింగ్ ద్వారా సిరీస్ నిరోధకత: జోక్యం మూలంలో సాధారణ మోడ్ శబ్దం ఉంటే, ఇంటర్‌లైన్ జోక్యం సాధారణంగా సాధారణ మోడ్ మరియు అవకలన మోడ్ రెండింటిలోనూ కనిపిస్తుంది.
5. పవర్ లైన్ కలపడం: విద్యుత్ లైన్ ఇతర పరికరాలకు అంతరాయం కలిగించినప్పుడు ఈ దృగ్విషయం సంభవిస్తుంది.విద్యుదయస్కాంత జోక్యం AC లేదా DC నుండి విద్యుత్ వనరుఇది పరోక్ష విద్యుత్ సరఫరా శబ్ద జోక్యం యొక్క రూపాన్ని సూచిస్తుంది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లు. విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం తప్పనిసరిగా స్వయంగా ఉత్పత్తి కాకపోవచ్చు, కానీ బాహ్య జోక్యం ప్రేరణ వల్ల కూడా సంభవించవచ్చు, దీని వలన స్వయంగా ఉత్పత్తి అయ్యే శబ్దం సూపర్‌ఇంపోజిషన్ (రేడియేటెడ్ లేదా కండక్ట్) కు దారితీస్తుంది, తద్వారా ఇతర సర్క్యూట్‌లు లేదా పరికరాలతో జోక్యం చేసుకోవచ్చు.

• విద్యుత్ సరఫరా శబ్ద జోక్యాన్ని తొలగించడానికి ప్రతిఘటనలు

పైన విశ్లేషించబడిన విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం జోక్యం యొక్క వివిధ వ్యక్తీకరణలు మరియు కారణాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దానికి దారితీసే పరిస్థితులను ప్రత్యేకంగా అంతరాయం కలిగించవచ్చు, జోక్యాన్ని సమర్థవంతంగా అణిచివేస్తుంది. కింది పరిష్కారాలు సిఫార్సు చేయబడ్డాయి:

• శ్రద్ధబోర్డు త్రూ హోల్s: రంధ్రాల ద్వారా అవసరంఎచింగ్ ఓపెనింగ్లువిద్యుత్ సరఫరా పొర వాటి మార్గాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి. పవర్ లేయర్ ఓపెనింగ్ చాలా పెద్దగా ఉంటే, అది సిగ్నల్ లూప్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది, సిగ్నల్‌ను బైపాస్ చేయమని బలవంతం చేస్తుంది మరియు లూప్ ప్రాంతం మరియు శబ్దాన్ని పెంచుతుంది. కొన్ని సిగ్నల్ లైన్లు ఓపెనింగ్ దగ్గర కేంద్రీకృతమై ఈ లూప్‌ను పంచుకుంటే, సాధారణ ఇంపెడెన్స్ క్రాస్‌స్టాక్‌కు దారితీస్తుంది.
• కేబుల్స్ కు తగినంత గ్రౌండ్ వైర్: ప్రతి సిగ్నల్ కు దాని స్వంత ప్రత్యేక సిగ్నల్ లూప్ అవసరం, సిగ్నల్ మరియు లూప్ ప్రాంతాన్ని వీలైనంత తక్కువగా ఉంచి, సమాంతర అమరికను నిర్ధారిస్తుంది.
• పవర్ సప్లై నాయిస్ ఫిల్టర్ ప్లేస్మెంట్: ఈ ఫిల్టర్ అంతర్గత విద్యుత్ సరఫరా శబ్దాన్ని సమర్థవంతంగా అణిచివేస్తుంది, వ్యవస్థను మెరుగుపరుస్తుందిజోక్యం నిరోధకం మరియు భద్రత. ఇది రెండు-మార్గం వలె పనిచేస్తుందిRF ఫిల్టర్, విద్యుత్ లైన్ నుండి ప్రవేశపెట్టబడిన శబ్ద జోక్యాన్ని ఫిల్టర్ చేయడం (ఇతర పరికరాల నుండి జోక్యాన్ని నిరోధించడం) మరియు దాని ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే శబ్దం (ఇతర పరికరాలతో జోక్యాన్ని నివారించడానికి), అలాగే క్రాస్-మోడ్ కామన్ మోడ్ జోక్యాన్ని.
• పవర్ ఐసోలేషన్ట్రాన్స్ఫార్మర్: ఇది కామన్-మోడ్ గ్రౌండ్ లూప్‌ను వేరు చేస్తుందివిద్యుత్ సరఫరా లూపర్ సిగ్నల్ కేబుల్, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడిన కామన్-మోడ్ లూప్ కరెంట్‌ను సమర్థవంతంగా వేరు చేస్తుంది.
• విద్యుత్ నియంత్రణ: శుభ్రమైన విద్యుత్ సరఫరాను పునరుద్ధరించడం వలన విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం గణనీయంగా తగ్గుతుంది.
• వైరింగ్: రేడియేషన్ ఉత్పత్తి కాకుండా మరియు ఇతర సర్క్యూట్లు లేదా పరికరాలతో జోక్యం చేసుకోకుండా ఉండటానికి విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ లైన్‌లను డైఎలెక్ట్రిక్ బోర్డు అంచు నుండి దూరంగా ఉంచాలి.
• అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ విద్యుత్ సరఫరాలను వేరు చేయండి: అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పరికరాలు సాధారణంగా డిజిటల్ శబ్దానికి చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి, కాబట్టి రెండింటినీ విద్యుత్ సరఫరా ప్రవేశద్వారం వద్ద వేరుచేసి కలిపి ఉంచాలి. ఒక సిగ్నల్ అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ డొమైన్‌లను దాటవలసి వస్తే, లూప్ ప్రాంతాన్ని తగ్గించడానికి సిగ్నల్ అంతటా ఒక లూప్‌ను ఉంచవచ్చు.
• వేర్వేరు పొరల మధ్య ప్రత్యేక విద్యుత్ సరఫరాలను అతివ్యాప్తి చేయడాన్ని నివారించండి: పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ ద్వారా విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం సులభంగా జతచేయబడకుండా నిరోధించడానికి వాటిని అస్థిరంగా ఉంచడానికి ప్రయత్నించండి.
• సున్నితమైన భాగాలను వేరు చేయండి: ఫేజ్-లాక్డ్ లూప్స్ (PLLలు) వంటి భాగాలు విద్యుత్ సరఫరా శబ్దానికి అత్యంత సున్నితంగా ఉంటాయి మరియు విద్యుత్ సరఫరా నుండి వీలైనంత దూరంగా ఉంచాలి.
• పవర్ కార్డ్ ప్లేస్మెంట్: సిగ్నల్ లైన్ పక్కన పవర్ లైన్ ఉంచడం వల్ల సిగ్నల్ లూప్ తగ్గి శబ్దం తగ్గుతుంది.
• బైపాస్ పాత్ గ్రౌండింగ్: సర్క్యూట్ బోర్డ్‌లో విద్యుత్ సరఫరా జోక్యం మరియు బాహ్య విద్యుత్ సరఫరా జోక్యం వల్ల కలిగే శబ్దాన్ని నివారించడానికి, బైపాస్ పాత్‌ను జోక్యం మార్గంలో (రేడియేషన్ మినహా) గ్రౌండ్ చేయవచ్చు, శబ్దాన్ని భూమికి బైపాస్ చేయడానికి మరియు ఇతర పరికరాలు మరియు పరికరాలతో జోక్యాన్ని నివారించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

ముగింపులో:విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం, విద్యుత్ సరఫరా నుండి ప్రత్యక్షంగా లేదా పరోక్షంగా ఉత్పత్తి అయినా, సర్క్యూట్‌తో జోక్యం చేసుకుంటుంది. సర్క్యూట్‌పై దాని ప్రభావాన్ని అణచివేసేటప్పుడు, ఒక సాధారణ సూత్రాన్ని అనుసరించాలి: విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం క్షీణతను నివారించడానికి విద్యుత్ సరఫరాపై బాహ్య కారకాల ప్రభావాన్ని లేదా సర్క్యూట్ ప్రభావాన్ని తగ్గించడంతో పాటు సర్క్యూట్‌పై విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం ప్రభావాన్ని తగ్గించడం.