Yuqori chastotali PCB loyihalash jarayonida quvvat manbai shovqinini tahlil qilish va kamaytirish

Ichkarida yuqori chastotali PCBs, elektr ta'minoti shovqini shovqinning muhim shakli sifatida ajralib turadi. Ushbu maqola yuqori chastotali PCBlarda elektr ta'minoti shovqinining xususiyatlari va kelib chiqishini har tomonlama tahlil qiladi va muhandislik qo'llanmalariga asoslangan amaliy va samarali yechimlarni taklif qiladi.

A.Elektr ta'minoti shovqinini tahlil qilish

Elektr ta'minoti shovqini elektr ta'minotining o'zi tomonidan hosil bo'ladigan yoki buziladigan shovqinni anglatadi. Bu shovqin quyidagi jihatlarda yaqqol ko'rinadi:

1. Natijada yuzaga keladigan tarqalgan shovqinichki empedans elektr ta'minotining. Yuqori chastotali zanjirlarda elektr ta'minoti shovqini yuqori chastotali signallarga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Shuning uchun, dastlabki talab past shovqindirquvvatlantirish manbaiToza yer va elektr ta'minoti ham bir xil darajada muhimdir.

Ideal stsenariyda, elektr ta'minoti quyidagicha bo'ladiimpedanssiz, natijada shovqin bo'lmaydi. Biroq, amalda, quvvat manbai ma'lum bir impedansga ega, u butun quvvat manbai bo'ylab taqsimlanadi va shovqinning ustma-ust tushishiga olib keladi. Shuning uchun, quvvat manbai impedansini minimallashtirishga harakat qilish kerak. Maxsus qurilmaga ega bo'lish afzalroq quvvat tekisligivayer tekisligiYuqori chastotali sxemalarni loyihalashda, odatda, elektr ta'minotini shina formatida emas, balki qatlamlarda loyihalash samaraliroq bo'ladi, bu esa halqaning izchil ravishda eng kam impedans bilan yo'ldan borishini ta'minlaydi. Bundan tashqari, elektr platasi quyidagilarni ta'minlaydi:signal tsikliPCBda hosil bo'lgan va qabul qilingan barcha signallar uchun, shu bilan signal aylanishini minimallashtirish va shovqinni kamaytirish.

2. Umumiy rejim maydonidagi shovqin: Bu turdagi shovqin elektr ta'minoti va yer o'rtasidagi shovqinga tegishli. U uzilgan zanjir va umumiy mos yozuvlar yuzasidan kelib chiqadigan umumiy rejim kuchlanishi tomonidan hosil bo'lgan halqa tufayli yuzaga keladigan shovqindan kelib chiqadi. Kattaligi nisbiy elektr va magnit maydonlariga bog'liq va uning intensivligi nisbatan past.

Ushbu stsenariyda tokning (Ic) pasayishi ketma-ketlikda umumiy rejimdagi kuchlanishga olib keladijoriy tsikl, qabul qiluvchi bo'limga ta'sir qiladi. Agarmagnit maydonustunlik qiladi, ketma-ket yerga ulash zanjirida hosil bo'lgan umumiy rejim kuchlanishi quyidagi formula bilan beriladi:

(1) formuladagi ΔB magnit induksiya intensivligining o'zgarishini ifodalaydi, Wb/m da o'lchanadi²; S maydonni m da bildiradi².

Bir uchunelektromagnit maydon, qachon elektr maydoni qiymati ma'lum bo'lsa, induksiyalangan kuchlanish (2) tenglama bilan berilgan, bu odatda L=150/F yoki undan kam bo'lganda qo'llaniladi, F esa ni ifodalaydielektromagnit to'lqin chastotasiMGts da. Agar bu chegaradan oshib ketsa, maksimal induktsiyalangan kuchlanishni hisoblash quyidagicha soddalashtirilishi mumkin:

3. Differentsial rejim maydonidagi shovqin: Bu quvvat manbai va quvvat manbai o'rtasidagi shovqinni anglatadikirish va chiqish quvvat liniyasisHaqiqiy PCB dizaynida muallif uning elektr ta'minoti shovqiniga qo'shgan hissasi minimal ekanligini va shuning uchun bu yerda uni e'tiborsiz qoldirish mumkinligini ta'kidladi.
4. Interlayn shovqinBu turdagi shovqin elektr uzatish liniyalari orasidagi shovqinga taalluqlidir. Ikki xil parallel zanjirlar o'rtasida o'zaro sig'im (C) va o'zaro induktivlik (M1-2) mavjud bo'lganda, shovqin manbai zanjirida kuchlanish (VC) va tok (IC) mavjud bo'lganda, shovqin shovqin qilingan zanjirda namoyon bo'ladi:
   1. Sig'im impedansi orqali bog'langan kuchlanish (4) tenglama bilan berilgan, bu yerda RV parallel qiymatni ifodalaydideyarli qarshilikvauzoq masofali qarshilikningaralashgan sxema.
   2. Induktiv ulanish orqali ketma-ket qarshilik: Agar shovqin manbaida umumiy rejim shovqini bo'lsa, chiziqlar orasidagi shovqin odatda umumiy rejimda ham, differentsial rejimda ham paydo bo'ladi.
5. Elektr uzatish liniyasining ulanishiBu hodisa elektr uzatish liniyasi boshqa qurilmalarga shovqinlarni uzatganda yuzaga keladielektromagnit shovqin AC yoki DC dan quvvat manbaiBu elektr ta'minoti shovqinining bilvosita shaklini ifodalaydi yuqori chastotali sxemasShuni ta'kidlash kerakki, elektr ta'minoti shovqini o'z-o'zidan paydo bo'lmasligi mumkin, balki tashqi shovqin induksiyasi natijasida ham kelib chiqishi mumkin, bu esa o'zi tomonidan hosil bo'lgan shovqinning ustma-ust tushishiga (nurlanishiga yoki o'tkazilishiga) olib keladi va shu bilan boshqa zanjirlar yoki qurilmalarga xalaqit beradi.

• Elektr ta'minoti shovqinining shovqinini bartaraf etish bo'yicha qarshi choralar

Yuqorida tahlil qilingan elektr ta'minoti shovqinining turli ko'rinishlari va sabablarini hisobga olgan holda, elektr ta'minoti shovqiniga olib keladigan sharoitlarni maxsus ravishda buzish va shovqinni samarali ravishda bostirish mumkin. Quyidagi yechimlar tavsiya etiladi:

• DiqqatTeshik orqali taxtas: Teshiklar orqali zarurat tug'diradio'yib ishlangan teshikustidaquvvat manbai qatlami ularning o'tishini ta'minlash uchun. Agar quvvat qatlamining ochilishi juda katta bo'lsa, bu signal halqasiga ta'sir qilishi, signalni chetlab o'tishga majbur qilishi va halqa maydoni va shovqinini oshirishi mumkin. Agar ma'lum signal liniyalari teshik yaqinida to'plangan bo'lsa va bu halqani baham ko'rsa, umumiy impedans o'zaro ta'sirga olib kelishi mumkin.
• Kabellar uchun yetarli yerga ulash simi: Har bir signal o'zining ajratilgan signal tsiklini talab qiladi, signal va tsikli maydoni iloji boricha kichik bo'lib, parallel hizalanishni ta'minlaydi.
• Quvvat manbai shovqin filtrini joylashtirish: Ushbu filtr ichki quvvat manbai shovqinini samarali ravishda bostiradi va tizimni yaxshilaydiaralashuvga qarshi va xavfsizlik. Bu ikki tomonlama xizmat qiladiRF filtri, elektr uzatish liniyasidan kiritilgan shovqin shovqinini (boshqa qurilmalardan keladigan shovqinni oldini olish) va o'zi tomonidan hosil bo'lgan shovqinni (boshqa qurilmalar bilan shovqinni oldini olish uchun), shuningdek, o'zaro faoliyat rejimdagi umumiy shovqinni filtrlaydi.
• Quvvat izolyatsiyasiTransformator: Bu umumiy rejimdagi yerga ulash tsiklini ajratib turadiquvvat manbai halqasi yoki signal kabeli, yuqori chastotalarda hosil bo'lgan umumiy rejimdagi pastadir oqimini samarali ravishda ajratib turadi.
• Quvvatni boshqarish: Tozaroq quvvat manbaini tiklash quvvat manbai shovqinini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.
• Simlar: Radiatsiya hosil qilmaslik va boshqa sxemalar yoki uskunalarga xalaqit bermaslik uchun elektr ta'minotining kirish va chiqish liniyalari dielektrik plataning chetidan uzoqroq tutilishi kerak.
• Alohida analog va raqamli quvvat manbalari: Yuqori chastotali qurilmalar odatda raqamli shovqinga juda sezgir, shuning uchun ikkalasi izolyatsiya qilingan va quvvat manbai kirish qismida bir-biriga ulangan bo'lishi kerak. Agar signal analog va raqamli domenlarni kesib o'tishi kerak bo'lsa, tsikl maydonini kamaytirish uchun signal bo'ylab tsikl qo'yilishi mumkin.
• Alohida quvvat manbalarini turli qatlamlar orasida bir-birining ustiga qo'yishdan saqlaning: Quvvat manbai shovqinining parazit sig'imi orqali osongina ulanishini oldini olish uchun ularni bir-biriga moslashtirishga harakat qiling.
• Sezgir komponentlarni ajratib oling: Fazali qulflangan halqalar (PLL) kabi komponentlar quvvat manbai shovqiniga juda sezgir va ularni quvvat manbaidan iloji boricha uzoqroq tutish kerak.
• Quvvat simini joylashtirish: Signal liniyasi yoniga elektr liniyasini joylashtirish signal uzilishining oldini oladi va shovqinni kamaytiradi.
• Aylanma yo'lni yerga ulash: Elektr ta'minoti shovqini va tashqi quvvat ta'minoti shovqini natijasida to'plangan shovqinning oldini olish uchun aylanma yo'l shovqin yo'liga (radiatsiya bundan mustasno) yerga ulanishi mumkin, bu shovqinni yerga chetlab o'tishga imkon beradi va boshqa qurilmalar va uskunalarga xalaqit bermasligi mumkin.

Yakunida:Elektr ta'minoti shovqini, to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita elektr ta'minotidan hosil bo'ladimi, zanjirga xalaqit beradi. Uning zanjirga ta'sirini bostirishda umumiy printsipga amal qilish kerak: elektr ta'minoti shovqinining yomonlashuvining oldini olish uchun elektr ta'minoti shovqinining zanjirga ta'sirini minimallashtirish bilan birga tashqi omillar yoki zanjirning elektr ta'minotiga ta'sirini kamaytirish.