Analyse en mitigaasje fan macht Supply Noise yn High-Frekwinsje PCB Design Process

Yn hege frekwinsje PCBs, macht oanbod lûd opfalt as in wichtige foarm fan ynterferinsje. Dit artikel fiert in wiidweidige analyze fan de skaaimerken en oarsprong fan macht oanbod lûd yn hege-frekwinsje PCBs, en biedt praktyske en effektive oplossings basearre op engineering applikaasjes.

IN.Analyse fan Power Supply Noise

Stromforsyningslûd ferwiist nei it lûd dat wurdt generearre of fersteurd troch de stroomfoarsjenning sels. Dizze ynterferinsje is evident yn 'e folgjende aspekten:

1. Ferspraat lûd as gefolch fan deynherinte impedânsjefan de macht oanbod. Yn hege-frekwinsje circuits, macht oanbod lûd beynfloedet signifikant hege-frekwinsje sinjalen. Dêrom is de earste eask in leech lûdstreamtafier. Like krúsjaal binne skjinne grûn en macht oanbod.

Yn in ideaal senario soe de stroomfoarsjenning wêzeimpedance-frij, wat resulteart yn gjin lûd. Yn 'e praktyk hat de stroomfoarsjenning lykwols in beskate impedânsje, dy't ferdield is oer de hiele stroomfoarsjenning, wat liedt ta de oerlêst fan lûd. Dêrom moatte ynspanningen dien wurde om de impedânsje fan 'e stroomfoarsjenning te minimalisearjen. It is better om in tawijd te hawwen macht fleanmasineengrûn fleanmasine. Yn hege-frekwinsje circuit design, it is oer it algemien effektiver te ûntwerpen de macht oanbod yn lagen yn stee fan in bus opmaak, en soarget derfoar dat de lus konsekwint folget it paad mei de minste impedance. Dêrneist jout de macht bestjoer insinjaal loopfoar alle sinjalen oanmakke en ûntfongen op de PCB, dêrmei minimalisearje de sinjaal lus en ferminderjen lûd.

2. Common Mode Field Interference: Dit soarte fan ynterferinsje hat betrekking op it lûd tusken de stroomfoarsjenning en de grûn. It ûntstiet út de ynterferinsje feroarsake troch in lus foarme troch de fersteurde sirkwy en de mienskiplike modus spanning resultearret út de mienskiplike referinsje oerflak. De grutte hinget ôf fan 'e relative elektryske en magnetyske fjilden, en har yntinsiteit is relatyf leech.

Yn dit senario liedt de fermindering fan stroom (Ic) ta in gewoane modusspanning yn 'e searjehjoeddeistige loop, ynfloed op de ûntfangende seksje. As demagnetysk fjildoerhearsket, wurdt de gewoane modusspanning generearre yn 'e searje grûnlus jûn troch de formule:

ΔB yn formule (1) stiet foar de feroaring yn magnetyske induksje-yntensiteit, mjitten yn Wb / m²; S jout it gebiet oan yn m².

Foar inelektromagnetysk fjild,wannear de elektryske fjild wearde bekend is, wurdt de yndusearre spanning jûn troch fergeliking (2), dy't algemien fan tapassing is as L = 150/F of minder, mei F foar deelektromagnetyske golf frekwinsjeyn MHz. As dizze limyt wurdt oerschreden, kin de berekkening fan 'e maksimale yndusearre spanning as folget ferienfâldige wurde:

3. Differinsjaaloperator Mode Field Interference: Dit ferwiist nei de ynterferinsje tusken de macht oanbod en deinput en output macht lines. Yn it eigentlike PCB-ûntwerp observearre de auteur dat syn bydrage oan it lûd fan 'e stroomfoarsjenning minimaal is, en kin dus hjir weilitten wurde.
4. Interline ynterferinsje: Dit soarte ynterferinsje hat betrekking op de ynterferinsje tusken machtlinen. As d'r ûnderlinge kapasitânsje (C) en ûnderlinge induktânsje (M1-2) is tusken twa ferskillende parallelle sirkwy, sil de ynterferinsje manifestearje yn it ynterfereare circuit as d'r spanning (VC) en stroom (IC) is yn 'e ynterferinsjeboarnekring:
   1. De spanning keppele troch de kapasitive impedânsje wurdt jûn troch fergeliking (4), wêrby't RV de parallelle wearde fan 'enear-end ferseten defier-ein fersetfan deinterfered circuit.
   2. Serieresistinsje troch induktive keppeling: As d'r mienskiplike moduslûd is yn 'e ynterferinsjeboarne, ferskynt de ynterline-ynterferinsje oer it algemien yn sawol mienskiplike modus as differinsjaalmodus.
5. Power Line Coupling: Dit ferskynsel komt foar as de krêftline ynterferinsjes oerstjoert nei oare apparaten nei't se ûnderwurpen binne oanelektromagnetyske ynterferinsjefan AC of DC macht boarneDit stiet foar in yndirekte foarm fan macht oanbod noise ynterferinsje op hege frekwinsje circuits. It is wichtich om te notearjen dat lûd fan 'e stroomfoarsjenning miskien net perfoarst sels opwekke kin, mar kin ek resultearje út eksterne ynterferinsjeinduksje, dy't liedt ta de superimposition (útstriele of útfierd) fan lûd generearre troch himsels, en dêrmei ynterfereart mei oare circuits of apparaten.

• Tsjinmaatregels foar elimineren Stromforsyning Noise Interference

Sjoen de ferskate manifestaasjes en oarsaken fan lûd-ynterferinsje fan 'e stroomfoarsjenning dy't hjirboppe analysearre binne, kinne de betingsten dy't liede ta lûd fan' e stroomfoarsjenning spesifyk wurde fersteurd, en effektyf de ynterferinsje ûnderdrukke. De folgjende oplossings wurde oanrikkemandearre:

• Oandacht opBoard Troch Holes: Troch gatten necessitateets iepenings op demacht oanbod laachom har passaazje te foldwaan. As de macht laach iepening is te grut, it kin beynfloedzje de sinjaal lus, twingt it sinjaal te bypass en it fergrutsjen fan de loop gebiet en lûd. As bepaalde sinjaal rigels binne konsintrearre tichtby de iepening en diele dizze lus, mienskiplike impedance kin liede ta crosstalk.
• Genôch grûndraad foar kabels: Elk sinjaal fereasket in eigen tawijd sinjaallus, mei it sinjaal- en lusgebiet sa lyts mooglik hâlden, en soarget foar parallelle ôfstimming.
• Pleatsing fan lûdsfilter foar stroomfoarsjenning: Dit filter ûnderdrukt ynterne lûdslûd effektyf, en ferbetteret systeemanty-ynterferinsjeen feiligens. It tsjinnet as twa-weiRF filter, it filterjen fan lûd-ynterferinsje yntrodusearre fan 'e machtline (foarkommen fan ynterferinsje fan oare apparaten) en lûd generearre troch himsels (om ynterferinsje mei oare apparaten te foarkommen), lykas ynterferinsje mei mienskiplike modus yn cross-mode.
• Power IsolaasjeTransformer: Dit isolearret de mienskiplike modus grûn lus fan deNetzteil loopor sinjaal kabel, effektyf skieden fan mienskiplike modus loopstream generearre op hege frekwinsjes.
• Stromregeling: It werstellen fan in skjinnere stroomfoarsjenning kin it lûd fan 'e stroomfoarsjenning signifikant ferminderje.
• Bedrading: De ynfier- en útfierlinen fan 'e stroomfoarsjenning moatte fuort wurde hâlden fan' e râne fan it dielektrike boerd om foar te kommen dat strieling opwekt en oare sirkwy of apparatuer bemuoie.
• Separate Analog en Digital Power Supplies: Hege frekwinsje apparaten binne oer it algemien hiel gefoelich foar digitale lûd, dus de twa moatte wurde isolearre en ferbûn by de macht oanbod yngong. As in sinjaal sawol analoge as digitale domeinen moat oerstekke, kin in lus oer it sinjaal pleatst wurde om it lusgebiet te ferminderjen.
• Foarkom oerlaapjende aparte stroomfoarsjenningen tusken ferskate lagen: besykje se te wankeljen om foar te kommen dat lûd fan enerzjyfoarsjenning maklik keppele wurdt troch parasitêre kapasitânsje.
• Gefoelige komponinten isolearje: komponinten lykas faze-beskoattele loops (PLL's) binne heul gefoelich foar lûdsoerlêst en moatte sa fier mooglik fan 'e stroomfoarsjenning wurde hâlden.
• Pleatsing fan Power Cord: It pleatsen fan in macht line neist de sinjaal line, kin ferminderjen it sinjaal lus en berikke lûd reduksje.
• Bypasspaadgrûning: Om akkumulearre lûd te foarkommen feroarsake troch ynterferinsje fan stroomfoarsjenning op it circuitboard en ynterferinsje fan eksterne stroomfoarsjenning, kin it bypasspaad grûn wurde op it ynterferinsjepaad (útsein strieling), wêrtroch it lûd nei de grûn kin wurde omjûn en ynterferinsje foarkomt mei oare apparaten en apparatuer.

Yn konklúzje:Stromforsyningslûd, itsij direkt as yndirekt generearre fan 'e stroomfoarsjenning, interferes mei it circuit. By it ûnderdrukken fan syn ynfloed op it sirkwy, moat in algemien prinsipe wurde folge: minimalisearje de ynfloed fan stroomfoarsjenningslûd op it sirkwy, wylst ek de ynfloed fan eksterne faktoaren as it circuit op 'e stroomfoarsjenning ferminderje om degradaasje fan stroomfoarsjenning te foarkommen.