Analisi è mitigazione di u rumore di l'alimentazione in u prucessu di cuncepimentu di PCB d'alta frequenza

In PCB à alta frequenzas, u rumore di l'alimentazione si distingue cum'è una forma significativa di interferenza. Questu articulu face una analisi cumpleta di e caratteristiche è l'urighjini di u rumore di l'alimentazione in i PCB d'alta frequenza, è offre soluzioni pratiche è efficaci basate nantu à l'applicazioni di l'ingegneria.

A.Analisi di u rumore di l'alimentazione

U rumore di l'alimentazione si riferisce à u rumore generatu o disturbatu da l'alimentazione stessa. Sta interferenza hè evidenti in i seguenti aspetti:

1. U rumore distribuitu risultatu da uimpedenza intrinsecadi l'alimentazione. In i circuiti d'alta frequenza, u rumore di l'alimentazione hà un impattu significativu in i segnali d'alta frequenza. Dunque, u requisitu iniziale hè un pocu rumorealimentazione elettrica. Ugualmente cruciali sò a terra pulita è l'alimentazione elettrica.

In un scenariu ideale, l'alimentazione elettrica seriasenza impedenza, chì ùn hà micca risultatu in u rumore. In ogni casu, in a pratica, l'alimentazione di l'alimentazione pussede una certa impedenza, chì hè distribuita in tutta l'alimentazione, chì porta à a superposizione di u rumore. Per quessa, ci vole à fà sforzi per minimizzà l'impedenza di l'alimentazione. Hè preferibile avè un dedicatu aviò di putenzaèpianu di terra. In u disignu di u circuitu d'alta frequenza, hè generalmente più efficau di disignà l'alimentazione in strati piuttostu chè in un furmatu di bus, assicurendu chì u ciclu segue sempre a strada cù a minima impedenza. Inoltre, a scheda di putenza furnisce unloop di signaleper tutti i signali generati è ricevuti nantu à u PCB, minimizendu cusì u ciclu di signale è riducendu u rumore.

2. Interferenza di Campu di Modu Cumunu: Stu tipu d'interferenza riguarda u rumore trà l'alimentazione è a terra. Si nasce da l'interferenza causata da un ciclu furmatu da u circuitu disrupted è a tensione di modu cumunu risultatu da a superficia di riferimentu cumuni. A magnitudine dipende da i campi elettrici è magnetichi relative, è a so intensità hè relativamente bassu.

In questu scenariu, a diminuzione di corrente (Ic) porta à una tensione di modu cumuni in a serieciclu attuale, affettendu a sezione di ricezione. Se ucampu magneticupredomina, a tensione di modu cumunu generata in u ciclu di terra in serie hè datu da a formula:

ΔB in a formula (1) rapprisenta u cambiamentu in l'intensità di induzione magnetica, misurata in Wb/m²; S indica l'area in m².

Per uncampu elettromagneticu, quandu u campu elettricu La valeur est connue, la tension induite est donnée par l'équation (2), qui s'applique généralement lorsque L=150/F ou moins, avec F représentant lefrequenza d'onda elettromagneticain MHz. Se stu limitu hè superatu, u calculu di a tensione massima indotta pò esse simplificatu cusì:

3. Interferenza di Campu di Modu Differenziale: Questu si riferisce à l'interferenza trà l'alimentazione è l'alimentazionelinea di putenza di input è outputs. In u disignu di PCB attuale, l'autore hà osservatu chì a so cuntribuzione à u rumore di l'alimentazione hè minima, è cusì pò esse omessa quì.
4. Interferenza interlinea: Stu tipu d'interferenza riguarda l'interferenza trà e linee elettriche. Quandu ci hè una capacità mutuale (C) è una induttanza mutuale (M1-2) trà dui circuiti paralleli diffirenti, l'interferenza si manifesterà in u circuitu interferitu se ci hè tensione (VC) è corrente (IC) in u circuitu di fonte d'interferenza:
   1. A tensione accoppiata à traversu l'impedenza capacitiva hè datu da l'equazione (4), induve RV rapprisenta u valore parallelu di uresistenza vicinu à a fineè uresistenza di puntadi ucircuit interferitu.
   2. Resistenza di serie attraversu l'accoppiamentu induttivu: Se ci hè un rumore di modu cumunu in a fonte di interferenza, l'interferenza interlinea generalmente appare in modu cumunu è in modalità differenziale.
5. Accoppiamentu di a linea elettrica: Stu fenominu si faci quandu a linea di alimentazione trasmette interferenze à altri dispositi dopu esse sottumessiinterferenza elettromagneticada AC o DC fonte di energiaQuestu rapprisenta una forma indiretta di interferenza di u rumore di l'alimentazione circuit d'alta freccias. Hè impurtante di nutà chì u rumore di l'alimentazione ùn hè micca necessariamente autogeneratu, ma puderia ancu esse risultatu da l'induzione di interferenza esterna, chì porta à a superposizione (radiata o cundotta) di u rumore generatu da ellu stessu, interferendu cusì cù altri circuiti o dispositi.

• Contramisure per eliminà l'interferenza di u rumore di l'alimentazione

In cunsiderà e diverse manifestazioni è cause di l'interferenza di u rumore di l'alimentazione di l'alimentazione analizate sopra, e cundizioni chì portanu à u rumore di l'alimentazione di l'alimentazione ponu esse specificamente disturbate, suppressendu in modu efficace l'interferenza. I seguenti suluzioni sò cunsigliatu:

• Attenzione àBoard Through Holes: i fori passanti necessitanuapertura di incisiones nantu àstrata di alimentazioneper accoglie u so passaghju. Se l'apertura di a capa di putenza hè troppu grande, pò influenzà u ciclu di signale, furzendu u signale à bypassà è aumentendu l'area di u ciclu è u rumore. Se certe linee di signale sò cuncentrate vicinu à l'apertura è sparte stu ciclu, l'impedenza cumuni pò purtà à una diafonia.
• Filu di Terra Sufficiente per i Cables: Ogni signale necessita di u so propiu circuitu di signale dedicatu, cù u signale è l'area di u ciclu manteni u più chjucu pussibule, assicurendu un allineamentu parallelu.
• Posizionamentu di u filtru di rumore di l'alimentazione: Stu filtru supprime efficacemente u rumore di l'alimentazione interna, rinfurzendu u sistemaanti-interferenzaè sicurità. Serve cum'è un bidirezionalefiltru RF, filtrà l'interferenza di u rumore introduttu da a linea di alimentazione (prevenendu l'interferenza da altri dispositi) è u rumore generatu da ellu stessu (per evità l'interferenza cù l'altri dispositi), è ancu l'interferenza di u modu cumunu cross-mode.
• Isolamentu di putenzaTrasformatore: Questu isola u ciclu di terra in modu cumunu di ucavu di signale loopor di alimentazione, separà in modu efficace a corrente di loop di modu cumunu generata à frequenze alte.
• Regulamentu di l'energia: Ripristina una fonte di energia più pulita pò riduce significativamente u rumore di l'alimentazione.
• Cablaggio: E linee di input è output di l'alimentazione elettrica deve esse mantenite luntanu da u bordu di u bordu dielettricu per evità di generà radiazioni è interferiscenu cù altri circuiti o equipaghji.
• Alimentazione Analogica è Digitale Separata: I dispositi d'alta frequenza sò generalmente assai sensibili à u rumore digitale, cusì i dui devenu esse isolati è cunnessi inseme à l'entrata di l'alimentazione. Se un signale hà bisognu di attraversà i duminii analogici è digitali, un loop pò esse piazzatu à traversu u signale per riduce l'area di loop.
• Evitate a sovrapposizione di alimentazioni separati trà e diverse strati: Tentate di staggerli per impediscenu chì u rumore di l'alimentazione ùn sia facilmente accoppiatu per via di a capacità parassita.
• Isolate Componenti Sensibili: Componenti cum'è i loops in fase di bloccu (PLL) sò assai sensibili à u rumore di l'alimentazione è deve esse tenuti u più luntanu pussibule da l'alimentazione.
• Posizionamentu di u cordone di alimentazione: Pone una linea elettrica à fiancu à a linea di signale pò riduce u ciclu di signale è ottene una riduzione di u rumore.
• Bypass Path Grounding: Per prevene u rumore accumulatu causatu da l'interferenza di l'alimentazione in u circuitu è ​​l'interferenza di l'alimentazione esterna, a strada di bypass pò esse messa in terra nantu à u percorsu d'interferenza (escludendu a radiazione), permettendu chì u rumore sia bypassatu à a terra è evitendu interferenze cù altri apparecchi è equipaghji.

In cunclusioni:U rumore di l'alimentazione, sia generata direttamente o indirettamente da l'alimentazione, interferisce cù u circuitu. Quandu si supprime a so influenza nantu à u circuitu, un principiu generale deve esse seguitu: minimizzà l'impattu di u rumore di l'alimentazione in u circuitu, riducendu ancu l'influenza di fatturi esterni o u circuitu nantu à l'alimentazione per impedisce a degradazione di u rumore di l'alimentazione.