Ontleding en versagting van kragtoevoergeraas in hoëfrekwensie PCB-ontwerpproses

In hoëfrekwensie PCBs, kragtoevoer geraas staan ​​uit as 'n beduidende vorm van inmenging. Hierdie artikel doen 'n omvattende ontleding van die eienskappe en oorsprong van kragtoevoergeraas in hoëfrekwensie-PCB's, en bied praktiese en effektiewe oplossings gebaseer op ingenieurstoepassings.

A.Ontleding van kragtoevoergeraas

Kragtoevoergeraas verwys na die geraas wat deur die kragtoevoer self gegenereer of ontwrig word. Hierdie inmenging is duidelik in die volgende aspekte:

1. Verspreide geraas as gevolg van dieinherente impedansievan die kragtoevoer. In hoëfrekwensiekringe beïnvloed kragtoevoergeraas hoëfrekwensieseine aansienlik. Daarom is die aanvanklike vereiste 'n lae geraaskragtoevoer. Net so belangrik is skoon grond en kragtoevoer.

In 'n ideale scenario sou die kragtoevoer weesimpedansie-vry, wat geen geraas tot gevolg het nie. In die praktyk beskik die kragtoevoer egter oor 'n sekere impedansie, wat oor die hele kragtoevoer versprei word, wat lei tot die superposisie van geraas. Daarom moet pogings aangewend word om die kragtoevoerimpedansie te verminder. Dit is verkieslik om 'n toegewyde krag vliegtuigengrondvlak. In hoëfrekwensiekringontwerp is dit oor die algemeen meer effektief om die kragtoevoer in lae eerder as in 'n busformaat te ontwerp, om te verseker dat die lus konsekwent die pad met die minste impedansie volg. Daarbenewens bied die kragbord 'nsein lusvir alle seine wat op die PCB gegenereer en ontvang word, om sodoende die seinlus te minimaliseer en geraas te verminder.

2. Algemene modus Veldinterferensie: Hierdie tipe steuring het betrekking op die geraas tussen die kragtoevoer en die grond. Dit spruit uit die steuring wat veroorsaak word deur 'n lus wat gevorm word deur die ontwrigte stroombaan en die gemeenskaplike modus spanning wat voortspruit uit die gemeenskaplike verwysingsoppervlak. Die grootte hang af van die relatiewe elektriese en magnetiese velde, en die intensiteit daarvan is relatief laag.

In hierdie scenario lei die afname in stroom (Ic) tot 'n gemeenskaplike-modus spanning in die reekshuidige lus, wat die ontvangsafdeling beïnvloed. As diemagnetiese veldoorheers, word die gemeenskaplike modusspanning wat in die seriegrondlus gegenereer word gegee deur die formule:

ΔB in formule (1) verteenwoordig die verandering in magnetiese induksie-intensiteit, gemeet in Wb/m²; S dui die area in m aan².

Vir 'nelektromagnetiese veld, wanneer die elektriese veld waarde bekend is, word die geïnduseerde spanning gegee deur Vergelyking (2), wat algemeen van toepassing is wanneer L=150/F of minder, met F wat dieelektromagnetiese golf frekwensiein MHz. Indien hierdie limiet oorskry word, kan die berekening van die maksimum geïnduseerde spanning soos volg vereenvoudig word:

3. Differensiële modus Veldinterferensie: Dit verwys na die steuring tussen die kragtoevoer en dieinset- en uitsetkraglyns. In die werklike PCB-ontwerp het die skrywer opgemerk dat die bydrae daarvan tot kragtoevoergeraas minimaal is, en dus hier weggelaat kan word.
4. Interlyninterferensie: Hierdie tipe steuring het betrekking op die steuring tussen kraglyne. Wanneer daar wedersydse kapasitansie (C) en wedersydse induktansie (M1-2) tussen twee verskillende parallelle stroombane is, sal die steuring in die gesteurde stroombaan manifesteer as daar spanning (VC) en stroom (IC) in die interferensiebronkring is:
   1. Die spanning gekoppel deur die kapasitiewe impedansie word gegee deur Vergelyking (4), waar RV die parallelle waarde van dienaby-einde weerstanden dieverreweg weerstandvan dieversteurde kring.
   2. Serieweerstand deur induktiewe koppeling: As daar gemeenskaplike modus geraas in die interferensiebron is, verskyn die interlyninterferensie oor die algemeen in beide gemeenskaplike modus en differensiële modus.
5. Kraglynkoppeling: Hierdie verskynsel vind plaas wanneer die kraglyn steurings na ander toestelle oordra nadat dit aanelektromagnetiese interferensievan AC of DC kragbronDit verteenwoordig 'n indirekte vorm van kragtoevoer geraasinterferensie op hoëfrekwensiekrings. Dit is belangrik om daarop te let dat kragtoevoergeraas nie noodwendig selfgegenereer kan word nie, maar ook kan voortspruit uit eksterne interferensie-induksie, wat lei tot die superimponering (bestraal of gelei) van geraas wat deur homself gegenereer word, en sodoende met ander stroombane of toestelle inmeng.

• Teenmaatreëls om kragtoevoergeraasinterferensie uit te skakel

Met inagneming van die verskillende manifestasies en oorsake van kragtoevoergeraasinterferensie wat hierbo ontleed is, kan die toestande wat tot kragtoevoergeraas lei spesifiek ontwrig word, wat die interferensie effektief onderdruk. Die volgende oplossings word aanbeveel:

• Aandag aanRaad deur Gats: Deur gate noodsaakets openings op diekragtoevoer laagom hul gang te akkommodeer. As die kraglaagopening te groot is, kan dit die seinlus beïnvloed, wat die sein dwing om te omseil en die lusarea en geraas vergroot. As sekere seinlyne naby die opening gekonsentreer is en hierdie lus deel, kan gemeenskaplike impedansie tot oorspraak lei.
• Voldoende gronddraad vir kabels: Elke sein benodig sy eie toegewyde seinlus, met die sein- en lusarea so klein as moontlik gehou, wat parallelle belyning verseker.
• Plasing van kragtoevoergeraasfilter: Hierdie filter onderdruk interne kragtoevoergeraas effektief, wat stelsel verbeteranti-inmengingen veiligheid. Dit dien as 'n tweerigtingRF filter, uitfiltrering van geraasinterferensie wat vanaf die kraglyn ingebring word (voorkom steuring van ander toestelle) en geraas wat deur homself gegenereer word (om steuring met ander toestelle te vermy), sowel as kruismodus algemene modus-interferensie.
• Krag isolasieTransformator: Dit isoleer die gemeenskaplike-modus grondlus van diekragtoevoer lus of sein kabel, wat gemeenskaplike-modus lusstroom effektief geskei teen hoë frekwensies.
• Kragregulering: Die herstel van 'n skoner kragtoevoer kan kragtoevoergeraas aansienlik verminder.
• Bedrading: Die inset- en uitsetlyne van die kragtoevoer moet weggehou word van die rand van die diëlektriese bord om te verhoed dat straling genereer en met ander stroombane of toerusting inmeng.
• Afsonderlike analoog- en digitale kragbronne: Hoëfrekwensie-toestelle is oor die algemeen baie sensitief vir digitale geraas, so die twee moet geïsoleer en saam verbind word by die kragtoevoeringang. As 'n sein beide analoog- en digitale domeine moet kruis, kan 'n lus oor die sein geplaas word om die lusarea te verminder.
• Vermy oorvleueling van afsonderlike kragbronne tussen verskillende lae: Probeer om hulle te steier om te verhoed dat kragtoevoergeraas maklik deur parasitiese kapasitansie gekoppel word.
• Isoleer sensitiewe komponente: Komponente soos fasegeslote lusse (PLL's) is hoogs sensitief vir kragtoevoergeraas en moet so ver as moontlik van die kragtoevoer af gehou word.
• Plasing van kragsnoer: Deur 'n kraglyn langs die seinlyn te plaas, kan die seinlus verminder word en geraasvermindering bereik.
• Omleidingpad aarding: Om opgehoopte geraas wat veroorsaak word deur kragtoevoerinterferensie op die stroombaanbord en eksterne kragtoevoerinterferensie te voorkom, kan die omleidingpad op die interferensiepad geaard word (uitgesluit straling), sodat die geraas na die grond omseil kan word en inmenging met ander toestelle en toerusting.

Ten slotte:Kragtoevoergeraas, hetsy direk of indirek vanaf die kragtoevoer gegenereer word, meng in met die stroombaan. Wanneer die invloed daarvan op die stroombaan onderdruk word, moet 'n algemene beginsel gevolg word: minimaliseer die impak van kragtoevoergeraas op die stroombaan, terwyl ook die invloed van eksterne faktore of die kring op die kragtoevoer verminder word om agteruitgang van kragtoevoergeraas te voorkom.