Yüksək Tezlikli PCB Dizayn Prosesində Enerji Təchizatı Səs-küyünün Təhlili və Azaldılması

In yüksək tezlikli PCBs, enerji təchizatı səs-küyü müdaxilənin əhəmiyyətli bir forması olaraq önə çıxır. Bu məqalə yüksək tezlikli PCB-lərdə enerji təchizatı səs-küyünün xüsusiyyətləri və mənşəyinin hərtərəfli təhlilini aparır və mühəndislik tətbiqlərinə əsaslanan praktik və effektiv həllər təklif edir.

A.Enerji təchizatı səs-küyünün təhlili

Enerji təchizatı səs-küyü enerji təchizatının özü tərəfindən yaranan və ya pozulan səs-küyə aiddir. Bu müdaxilə aşağıdakı aspektlərdə özünü göstərir:

1. nəticəsində yaranan paylanmış səs-küyxas empedansenerji təchizatı. Yüksək tezlikli sxemlərdə enerji təchizatı səs-küyü yüksək tezlikli siqnallara əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Buna görə də, ilkin tələb aşağı səs-küydürenerji təchizatı. Təmiz torpaq və enerji təchizatı eyni dərəcədə vacibdir.

İdeal bir ssenaridə enerji təchizatı olacaqempedanssız, nəticədə heç bir səs-küy yaranmır. Bununla belə, praktikada enerji təchizatı müəyyən bir empedansa malikdir və bu, bütün enerji təchizatı boyunca paylanır və səs-küyün üst-üstə düşməsinə səbəb olur. Beləliklə, enerji təchizatı empedansını minimuma endirmək üçün səy göstərilməlidir. Xüsusi təyinatlı olması üstünlükdür güc təyyarəsivəyer təyyarəsi. Yüksək tezlikli dövrə dizaynında, elektrik təchizatını avtobus formatında deyil, laylarda layihələndirmək ümumiyyətlə daha effektivdir və dövrə ardıcıl olaraq ən az empedansla yolu izləməsini təmin edir. Bundan əlavə, elektrik lövhəsi təmin edirsiqnal döngəsiPCB-də yaradılan və qəbul edilən bütün siqnallar üçün, bununla da siqnal dövrəsini minimuma endirir və səs-küyü azaldır.

2. Ümumi Rejim Sahə Müdaxiləsi: Bu cür müdaxilə enerji təchizatı və yer arasındakı səs-küyə aiddir. O, pozulmuş dövrə və ümumi istinad səthindən yaranan ümumi rejim gərginliyi ilə əmələ gələn döngənin yaratdığı müdaxilədən yaranır. Böyüklük nisbi elektrik və maqnit sahələrindən asılıdır və onun intensivliyi nisbətən aşağıdır.

Bu ssenaridə cərəyanın azalması (Ic) seriyada ümumi rejimli gərginliyə səbəb olurcari döngə, qəbul edən bölməyə təsir edir. Əgərmaqnit sahəsiüstünlük təşkil edirsə, seriyalı torpaq dövrəsində yaranan ümumi rejim gərginliyi düsturla verilir:

Formula (1)-də ΔB Wb/m ilə ölçülən maqnit induksiya intensivliyindəki dəyişikliyi təmsil edir²; S m-də sahəni bildirir².

üçün birelektromaqnit sahəsi, zaman elektrik sahəsi dəyər məlumdursa, induksiya edilmiş gərginlik tənlik (2) ilə verilir, bu, ümumiyyətlə L=150/F və ya daha az olduqda tətbiq edilir, F-i təmsil edirelektromaqnit dalğa tezliyiMHz ilə. Bu həddi keçərsə, maksimum induksiya edilmiş gərginliyin hesablanması aşağıdakı kimi sadələşdirilə bilər:

3. Diferensial Rejim Sahə Müdaxiləsi: Bu, enerji təchizatı ilə enerji təchizatı arasındakı müdaxiləyə aiddirgiriş və çıxış elektrik xəttis. Faktiki PCB dizaynında müəllif qeyd etdi ki, onun enerji təchizatı səs-küyünə töhfəsi minimaldır və buna görə də burada buraxıla bilər.
4. Interline müdaxiləsi: Bu tip müdaxilə elektrik xətləri arasındakı müdaxiləyə aiddir. İki müxtəlif paralel dövrə arasında qarşılıqlı tutum (C) və qarşılıqlı endüktans (M1-2) olduqda, müdaxilə mənbəyi dövrəsində gərginlik (VC) və cərəyan (IC) olarsa, müdaxilə müdaxilə edilmiş dövrədə özünü göstərəcəkdir:
   1. Kapasitiv empedans vasitəsilə birləşdirilən gərginlik tənlik (4) ilə verilir, burada RV paralel dəyərini təmsil edir.yaxın müqavimətvəuzaq müqavimət-ninmüdaxiləli dövrə.
   2. İnduktiv birləşmə vasitəsilə seriya müqaviməti: Müdaxilə mənbəyində ümumi rejim səs-küyü varsa, xətlərarası müdaxilə ümumiyyətlə həm ümumi rejimdə, həm də diferensial rejimdə görünür.
5. Elektrik xəttinin birləşdirilməsi: Bu fenomen elektrik xəttinin təsirə məruz qaldıqdan sonra digər cihazlara müdaxilələr ötürdüyü zaman baş verir.elektromaqnit müdaxiləsiAC və ya DC-dən güc mənbəyiBu, enerji təchizatı ilə bağlı səs-küy müdaxiləsinin dolayı formasını təmsil edir yüksək tezlikli dövrəs. Qeyd etmək vacibdir ki, enerji təchizatı səs-küyü mütləq öz-özünə yarana bilməz, həm də xarici müdaxilə induksiyası nəticəsində yarana bilər ki, bu da öz-özünə yaranan səs-küyün üst-üstə düşməsinə (radiasiya edilən və ya aparılan) gətirib çıxarır və bununla da digər sxemlərə və ya cihazlara müdaxilə edir.

• Enerji təchizatı səs-küy müdaxiləsini aradan qaldırmaq üçün əks tədbirlər

Yuxarıda təhlil edilən enerji təchizatı səs-küy müdaxiləsinin müxtəlif təzahürlərini və səbəblərini nəzərə alaraq, enerji təchizatı səs-küyünə səbəb olan şərtlər müdaxiləni effektiv şəkildə yatırmaqla xüsusi olaraq pozula bilər. Aşağıdakı həllər tövsiyə olunur:

• DiqqətDeşik vasitəsilə lövhəs: Deliklərdən keçmək lazımdıraşındırma açılışıs üzərindəenerji təchizatı təbəqəsionların keçidini təmin etmək üçün. Güc təbəqəsinin açılışı çox böyükdürsə, bu, siqnal dövrəsinə təsir göstərə bilər, siqnalı yan keçməyə məcbur edir və loop sahəsini və səs-küyü artırır. Müəyyən siqnal xətləri açılışın yaxınlığında cəmləşərsə və bu döngəni paylaşırsa, ümumi empedans çarpışmaya səbəb ola bilər.
• Kabellər üçün kifayət qədər Torpaq Naqili: Hər bir siqnal öz xüsusi siqnal dövrəsini tələb edir, siqnal və döngə sahəsi mümkün qədər kiçik saxlanılır və paralel uyğunlaşma təmin edilir.
• Enerji təchizatı səs-küy filtrinin yerləşdirilməsi: Bu filtr daxili enerji təchizatı səs-küyünü effektiv şəkildə boğur, sistemi gücləndiriranti-müdaxiləvə təhlükəsizlik. İki tərəfli olaraq xidmət edirRF filtri, elektrik xəttindən daxil olan səs-küy müdaxiləsini (digər cihazlardan müdaxilənin qarşısını almaq) və özü tərəfindən yaranan səs-küyü (digər cihazlara müdaxilə etməmək üçün), həmçinin çarpaz rejimli ümumi rejim müdaxiləsini filtrləmək.
• Güc izolyasiyasıTransformator: Bu, ümumi rejimli torpaq dövrəsini təcrid edirenerji təchizatı loopor siqnal kabeli, yüksək tezliklərdə yaradılan ümumi rejimli dövrə cərəyanını effektiv şəkildə ayırır.
• Enerji Tənzimlənməsi: Daha təmiz enerji təchizatının bərpası enerji təchizatı səs-küyünü əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.
• Naqillər: Radiasiya yaratmamaq və digər sxemlərə və ya avadanlıqlara müdaxilə etməmək üçün enerji təchizatının giriş və çıxış xətləri dielektrik lövhənin kənarından uzaqda saxlanılmalıdır.
• Ayrı-ayrı Analoq və Rəqəmsal Enerji Təchizatları: Yüksək tezlikli cihazlar ümumiyyətlə rəqəmsal səs-küyə çox həssasdırlar, buna görə də ikisi təcrid olunmalı və enerji təchizatı girişində bir-birinə birləşdirilməlidir. Siqnalın həm analoq, həm də rəqəmsal domenləri keçməsi lazımdırsa, dövrə sahəsini azaltmaq üçün siqnal üzərində bir dövrə yerləşdirilə bilər.
• Fərqli Laylar Arasında Üst-üstə düşməkdən çəkinin: Parazit tutum vasitəsilə enerji təchizatı səsinin asanlıqla birləşdirilməsinin qarşısını almaq üçün onları səndələməyə çalışın.
• Həssas komponentləri təcrid edin: Faza kilidlənmiş döngələr (PLL) kimi komponentlər enerji təchizatı səs-küyünə çox həssasdır və enerji təchizatından mümkün qədər uzaqda saxlanılmalıdır.
• Elektrik kabelinin yerləşdirilməsi: Siqnal xəttinin yanında elektrik xəttinin yerləşdirilməsi siqnal dövrəsini azalda və səs-küyün azaldılmasına nail ola bilər.
• Dolama Yolu Torpaqlanması: Elektron lövhədə enerji təchizatı müdaxiləsi və xarici enerji təchizatı müdaxiləsi nəticəsində yığılmış səs-küyün qarşısını almaq üçün dolama yolu müdaxilə yoluna (radiasiya istisna olmaqla) əsaslana bilər ki, bu da səs-küyün yerə yan keçməsinə imkan verir və müdaxilənin qarşısını alır. digər cihazlar və avadanlıqlar.

Yekun olaraq:Enerji təchizatından birbaşa və ya dolayı yolla yaranan enerji təchizatı səs-küyü dövrəyə müdaxilə edir. Onun dövrəyə təsirini aradan qaldırarkən ümumi prinsipə əməl edilməlidir: enerji təchizatı səs-küyünün pozulmasının qarşısını almaq üçün elektrik təchizatı səs-küyünün dövrəyə təsirini minimuma endirmək, eyni zamanda xarici amillərin və ya dövrənin enerji təchizatına təsirini azaltmaq.