Pag-analisar ug Pagminus sa Kasaba sa Power Supply sa High-Frequency nga Proseso sa Disenyo sa PCB

Sa taas nga frequency sa PCBs, ang kasaba sa suplay sa kuryente nagpakita nga usa ka hinungdanon nga porma sa pagpanghilabot. Kini nga artikulo nagpahigayon usa ka komprehensibo nga pagtuki sa mga kinaiya ug gigikanan sa kasaba sa suplay sa kuryente sa mga high-frequency nga PCB, ug nagtanyag praktikal ug epektibo nga mga solusyon base sa mga aplikasyon sa engineering.

A.Pagtuki sa Power Supply Noise

Ang kasaba sa suplay sa kuryente nagtumong sa kasaba nga namugna o nabalda sa mismong suplay sa kuryente. Kini nga interference makita sa mosunod nga mga aspeto:

1. Giapod-apod nga kasaba nga resulta sakinaiyanhong impedancesa suplay sa kuryente. Sa mga high-frequency nga sirkito, ang kasaba sa suplay sa kuryente dakog epekto sa mga signal sa high-frequency. Busa, ang inisyal nga kinahanglanon mao ang ubos nga kasabasuplay sa kuryente. Ang parehas nga hinungdanon mao ang limpyo nga yuta ug suplay sa kuryente.

Sa usa ka sulundon nga senaryo, ang suplay sa kuryentewalay impedance, nga miresulta sa walay kasaba. Bisan pa, sa pagpraktis, ang suplay sa kuryente adunay usa ka piho nga impedance, nga giapod-apod sa tibuuk nga suplay sa kuryente, nga nagdala ngadto sa superimposition sa kasaba. Busa, kinahanglan nga himuon ang mga paningkamot aron maminusan ang impedance sa suplay sa kuryente. Mas maayo nga adunay gipahinungod power planeugeroplano sa yuta. Sa high-frequency circuit design, kasagaran mas epektibo ang pagdesinyo sa power supply sa mga layer kaysa sa bus format, pagsiguro nga ang loop kanunay nga nagsunod sa agianan nga adunay pinakagamay nga impedance. Dugang pa, ang power board naghatag og usa kasignal loopalang sa tanan nga mga signal nga namugna ug nadawat sa PCB, sa ingon gipamubu ang signal loop ug pagkunhod sa kasaba.

2. Common Mode Field Interference: Kini nga matang sa interference may kalabotan sa kasaba tali sa power supply ug sa yuta. Naggikan kini sa interference nga gipahinabo sa usa ka loop nga naporma sa nabalda nga sirkito ug sa komon nga boltahe sa mode nga resulta sa komon nga reference surface. Ang kadako nagdepende sa relatibong electric ug magnetic field, ug medyo ubos ang intensity niini.

Niini nga senaryo, ang pagkunhod sa kasamtangan (Ic) nagdala ngadto sa usa ka komon nga mode nga boltahe sa serye.kasamtangan nga loop, nakaapekto sa nakadawat nga seksyon. Kung angmagnetic fieldnag-una, ang komon nga boltahe sa mode nga namugna sa serye nga ground loop gihatag sa pormula:

Ang ΔB sa pormula (1) nagrepresentar sa kausaban sa magnetic induction intensity, gisukod sa Wb/m²; Ang S nagpasabot sa dapit sa m².

Alang sa usa kaelectromagnetic field, sa dihang ang natad sa kuryente nahibal-an ang bili, ang naaghat nga boltahe gihatag sa Equation (2), nga kasagaran magamit kung L=150/F o ubos pa, uban ang F nga nagrepresentar safrequency sa electromagnetic wavesa MHz. Kung kini nga limitasyon molapas, ang kalkulasyon sa labing kadaghan nga naaghat nga boltahe mahimong pasimplehon sama sa mosunod:

3. Differential Mode Field Interference: Kini nagtumong sa interference tali sa power supply ug sainput ug output nga linya sa kuryentes. Sa aktuwal nga disenyo sa PCB, ang tagsulat nakaobserbar nga ang kontribusyon niini sa kasaba sa suplay sa kuryente gamay ra, ug sa ingon mahimong dili iapil dinhi.
4. Interline nga Interference: Kini nga matang sa interference may kalabotan sa interference tali sa mga linya sa kuryente. Kung adunay mutual capacitance (C) ug mutual inductance (M1-2) tali sa duha ka lainlaing parallel circuits, ang interference magpakita sa interfered circuit kung adunay boltahe (VC) ug kasamtangan (IC) sa interference source circuit:
   1. Ang boltahe nga inubanan sa capacitive impedance gihatag sa Equation (4), diin ang RV nagrepresentar sa parallel nga bili sahapit-katapusan nga resistensyaug anghalayo nga resistensyasainterfered nga sirkito.
   2. Ang pagsukol sa serye pinaagi sa inductive coupling: Kung adunay komon nga mode nga kasaba sa interference source, ang interline interference kasagaran makita sa komon nga mode ug differential mode.
5. Power Line Coupling: Kini nga panghitabo mahitabo kung ang linya sa kuryente nagpadala sa mga interference sa ubang mga aparato pagkahuman gipailalomelectromagnetic interferencegikan sa AC o DC tinubdan sa kuryenteKini nagrepresentar sa usa ka dili direkta nga porma sa power supply noise interference sa high-frequency nga sirkitos. Mahinungdanon nga hinumdoman nga ang kasaba sa suplay sa kuryente mahimo’g dili kinahanglan nga hinimo-sa-kaugalingon, apan mahimo usab nga resulta gikan sa induction sa interference sa gawas, nga mosangput sa superimposition (radiated o gipahigayon) sa kasaba nga namugna sa iyang kaugalingon, sa ingon makabalda sa ubang mga sirkito o aparato.

• Mga Pagpugong aron Mawagtang ang Pagsamok sa Noise sa Suplay sa Gahum

Gikonsiderar ang lainlaing mga pagpakita ug mga hinungdan sa pagpanghilabot sa kasaba sa suplay sa kuryente nga gisusi sa ibabaw, ang mga kondisyon nga nagpadulong sa kasaba sa suplay sa kuryente mahimong espesipikong mabalda, nga epektibo nga gipugngan ang pagpanghilabot. Ang mosunod nga mga solusyon girekomendar:

• Pagtagad saBoard Through Holes: Pinaagi sa mga lungag gikinahanglanetching nga pagbukass salayer sa suplay sa kuryentearon ma-accommodate ang ilang agianan. Kung ang pag-abli sa power layer dako kaayo, kini makaapekto sa signal loop, pagpugos sa signal sa pag-bypass ug pagdugang sa loop area ug kasaba. Kung ang pipila ka mga linya sa signal gikonsentrar duol sa pag-abli ug gipaambit kini nga loop, ang kasagaran nga impedance mahimong mosangpot sa crosstalk.
• Igo nga Ground Wire alang sa Mga Kable: Ang matag signal nanginahanglan sa kaugalingon nga gipahinungod nga signal loop, nga ang signal ug loop nga lugar gitipigan nga gamay kutob sa mahimo, nga nagsiguro sa parallel alignment.
• Pagbutang sa Power Supply Noise Filter: Kini nga filter epektibo nga nagpugong sa internal nga suplay sa kuryente nga kasaba, pagpaayo sa sistemaanti-interferenceug kaluwasan. Nagsilbi kini nga duha ka paagiRF filter, pagsala sa noise interference nga gipaila gikan sa linya sa kuryente (pagpugong sa interference gikan sa ubang mga device) ug kasaba nga namugna sa iyang kaugalingon (aron malikayan ang interference sa ubang mga device), ingon man usab sa cross-mode common mode interference.
• Pag-inusara sa GahumTranspormer: Gilain niini ang common-mode ground loop sapower supply loopor signal cable, epektibo nga nagbulag sa komon-mode loop kasamtangan nga namugna sa taas nga frequency.
• Regulasyon sa Gahum: Ang pagpasig-uli sa usa ka mas limpyo nga suplay sa kuryente makapakunhod pag-ayo sa kasaba sa suplay sa kuryente.
• Wiring: Ang mga linya sa input ug output sa suplay sa kuryente kinahanglan nga itago gikan sa ngilit sa dielectric board aron malikayan ang pagmugna og radiation ug makabalda sa ubang mga sirkito o kagamitan.
• Separate Analog ug Digital Power Supplies: Ang high-frequency nga mga himan kasagaran sensitibo kaayo sa digital noise, mao nga ang duha kinahanglan nga mag-inusara ug magkonektar nga magkauban sa entrada sa suplay sa kuryente. Kung ang usa ka signal kinahanglan nga motabok sa analog ug digital nga mga dominyo, ang usa ka loop mahimong ibutang tabok sa signal aron makunhuran ang loop nga lugar.
• Likayi ang Pagsapaw-sapaw sa Separate Power Supplies Taliwala sa Lain-laing Layers: Pagsulay sa pag-stagger niini aron mapugngan ang kasaba sa suplay sa kuryente nga dali nga madugtong pinaagi sa parasitic capacitance.
• Ihimulag ang Sensitibo nga mga Komponen: Ang mga sangkap sama sa phase-locked loops (PLLs) sensitibo kaayo sa kasaba sa suplay sa kuryente ug kinahanglang itago kutob sa mahimo gikan sa suplay sa kuryente.
• Pagbutang sa Power Cord: Ang pagbutang og linya sa kuryente tupad sa linya sa signal, makapakunhod sa signal loop ug makakab-ot sa pagkunhod sa kasaba.
• Bypass Path Grounding: Aron malikayan ang natipon nga kasaba tungod sa power supply interference sa circuit board ug external power supply interference, ang bypass path mahimong ibase sa interference path (walay labot ang radiation), nga tugotan ang kasaba nga ma-bypass sa yuta ug malikayan ang interference sa ubang mga himan ug kagamitan.

Sa konklusyon:Ang kasaba sa suplay sa kuryente, direkta man o dili direkta gikan sa suplay sa kuryente, makabalda sa sirkito. Kung gipugngan ang impluwensya niini sa sirkito, kinahanglan nga sundon ang usa ka kinatibuk-ang prinsipyo: paminusan ang epekto sa kasaba sa suplay sa kuryente sa sirkito samtang gikunhuran usab ang impluwensya sa gawas nga mga hinungdan o ang sirkito sa suplay sa kuryente aron malikayan ang pagkadaot sa kasaba sa suplay sa kuryente.