ઉચ્ચ-આવર્તન પીસીબી ડિઝાઇન પ્રક્રિયામાં પાવર સપ્લાય અવાજનું વિશ્લેષણ અને શમન
માં ઉચ્ચ-આવર્તન પીસીબીs, પાવર સપ્લાયનો અવાજ દખલગીરીના નોંધપાત્ર સ્વરૂપ તરીકે બહાર આવે છે. આ લેખ ઉચ્ચ-આવર્તન પીસીબીમાં પાવર સપ્લાય અવાજની લાક્ષણિકતાઓ અને ઉત્પત્તિનું વ્યાપક વિશ્લેષણ કરે છે, અને એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશનના આધારે વ્યવહારુ અને અસરકારક ઉકેલો પ્રદાન કરે છે.
એ.પાવર સપ્લાય અવાજનું વિશ્લેષણ
વીજ પુરવઠો અવાજ એ પાવર સપ્લાય દ્વારા જ ઉત્પન્ન અથવા વિક્ષેપિત અવાજનો સંદર્ભ આપે છે. આ દખલ નીચેના પાસાઓમાં સ્પષ્ટ છે:
- ના પરિણામે વિતરિત અવાજસહજ અવબાધવીજ પુરવઠો. ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટ્સમાં, પાવર સપ્લાયનો અવાજ ઉચ્ચ-આવર્તન સંકેતોને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે. તેથી, પ્રારંભિક જરૂરિયાત ઓછી અવાજ છેવીજ પુરવઠો. સ્વચ્છ જમીન અને વીજ પુરવઠો સમાન નિર્ણાયક છે.
એક આદર્શ પરિસ્થિતિમાં, વીજ પુરવઠો હશેઅવરોધ-મુક્ત, કોઈ અવાજ ના પરિણામે. જો કે, વ્યવહારમાં, વીજ પુરવઠો ચોક્કસ અવબાધ ધરાવે છે, જે સમગ્ર વીજ પુરવઠામાં વિતરિત થાય છે, જે અવાજના સુપરઇમ્પોઝિશન તરફ દોરી જાય છે. આથી, વીજ પુરવઠાના અવરોધને ઘટાડવાના પ્રયાસો કરવા જોઈએ. સમર્પિત હોવું વધુ સારું છે પાવર પ્લેનઅનેગ્રાઉન્ડ પ્લેન. ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટ ડિઝાઇનમાં, સામાન્ય રીતે બસ ફોર્મેટને બદલે સ્તરોમાં પાવર સપ્લાય ડિઝાઇન કરવી વધુ અસરકારક છે, તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે લૂપ સતત ઓછામાં ઓછા અવરોધ સાથે માર્ગને અનુસરે છે. વધુમાં, પાવર બોર્ડ એ પ્રદાન કરે છેસિગ્નલ લૂપપીસીબી પર જનરેટ અને પ્રાપ્ત થયેલા તમામ સિગ્નલો માટે, ત્યાં સિગ્નલ લૂપને ઓછો કરે છે અને અવાજ ઘટાડે છે.
- સામાન્ય સ્થિતિ ક્ષેત્ર હસ્તક્ષેપ: આ પ્રકારની દખલ પાવર સપ્લાય અને જમીન વચ્ચેના અવાજને લગતી છે. તે વિક્ષેપિત સર્કિટ દ્વારા રચાયેલી લૂપ અને સામાન્ય સંદર્ભ સપાટીના પરિણામે સામાન્ય મોડ વોલ્ટેજ દ્વારા થતી દખલગીરીમાંથી ઉદ્ભવે છે. તીવ્રતા સંબંધિત ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો પર આધારિત છે, અને તેની તીવ્રતા પ્રમાણમાં ઓછી છે.
આ દૃશ્યમાં, વર્તમાન (Ic) માં ઘટાડો શ્રેણીમાં સામાન્ય-મોડ વોલ્ટેજ તરફ દોરી જાય છેવર્તમાન લૂપ, પ્રાપ્ત વિભાગને અસર કરે છે. જો ધચુંબકીય ક્ષેત્રપ્રબળ છે, શ્રેણી ગ્રાઉન્ડ લૂપમાં જનરેટ થયેલ સામાન્ય મોડ વોલ્ટેજ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
ફોર્મ્યુલામાં ΔB (1) ચુંબકીય ઇન્ડક્શન તીવ્રતામાં ફેરફારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જે Wb/m માં માપવામાં આવે છે.2; S m માં વિસ્તાર દર્શાવે છે2.
એક માટેઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર મૂલ્ય જાણીતું છે, પ્રેરિત વોલ્ટેજ સમીકરણ (2) દ્વારા આપવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે લાગુ પડે છે જ્યારે L=150/F અથવા તેનાથી ઓછું, F સાથેઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગની આવર્તનMHz માં. જો આ મર્યાદા ઓળંગાઈ ગઈ હોય, તો મહત્તમ પ્રેરિત વોલ્ટેજની ગણતરી નીચે પ્રમાણે સરળ બનાવી શકાય છે:
- વિભેદક સ્થિતિ ક્ષેત્ર હસ્તક્ષેપ: આ પાવર સપ્લાય અને વચ્ચેની દખલગીરીનો સંદર્ભ આપે છેઇનપુટ અને આઉટપુટ પાવર લાઇનs. વાસ્તવિક PCB ડિઝાઇનમાં, લેખકે અવલોકન કર્યું કે પાવર સપ્લાય અવાજમાં તેનું યોગદાન ન્યૂનતમ છે, અને તેથી તેને અહીં અવગણી શકાય છે.
- ઇન્ટરલાઇન હસ્તક્ષેપ: આ પ્રકારની દખલ પાવર લાઇન વચ્ચેની દખલગીરીથી સંબંધિત છે. જ્યારે બે અલગ-અલગ સમાંતર સર્કિટ વચ્ચે મ્યુચ્યુઅલ કેપેસીટન્સ (C) અને મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સ (M1-2) હોય છે, ત્યારે ઇન્ટરફરન્સ સોર્સ સર્કિટમાં જો વોલ્ટેજ (VC) અને કરંટ (IC) હોય તો ઇન્ટરફર્ડ સર્કિટમાં દખલગીરી પ્રગટ થશે:
- કેપેસિટીવ ઇમ્પિડન્સ દ્વારા વોલ્ટેજ જોડવામાં આવે છે તે સમીકરણ (4) દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં આરવીનજીકના અંતમાં પ્રતિકારઅનેદૂરના પ્રતિકારનાદખલ કરેલ સર્કિટ.
- ઇન્ડક્ટિવ કપલિંગ દ્વારા શ્રેણી પ્રતિકાર: જો દખલગીરી સ્ત્રોતમાં સામાન્ય મોડનો અવાજ હોય, તો ઇન્ટરલાઇન હસ્તક્ષેપ સામાન્ય રીતે સામાન્ય મોડ અને વિભેદક મોડ બંનેમાં દેખાય છે.
- પાવર લાઇન કપ્લીંગ: આ ઘટના ત્યારે થાય છે જ્યારે પાવર લાઇન અન્ય ઉપકરણોને આધિન થયા પછી હસ્તક્ષેપને પ્રસારિત કરે છેઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપAC અથવા DC માંથી શક્તિ સ્ત્રોતઆ પાવર સપ્લાય અવાજ દખલગીરીના પરોક્ષ સ્વરૂપનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટs. એ નોંધવું અગત્યનું છે કે પાવર સપ્લાય અવાજ સ્વ-નિર્મિત હોવો જરૂરી નથી, પરંતુ તે બાહ્ય હસ્તક્ષેપના ઇન્ડક્શનથી પણ પરિણમી શકે છે, જે પોતે જ ઉત્પન્ન થતા અવાજના સુપરઇમ્પોઝિશન (રેડિએટેડ અથવા સંચાલિત) તરફ દોરી જાય છે, જેનાથી અન્ય સર્કિટ અથવા ઉપકરણોમાં દખલ થાય છે.
- પાવર સપ્લાય અવાજ હસ્તક્ષેપને દૂર કરવા માટેના પ્રતિકારક પગલાં
પાવર સપ્લાય અવાજની વિક્ષેપના વિવિધ અભિવ્યક્તિઓ અને કારણોને ધ્યાનમાં લેતા ઉપરોક્ત વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, પાવર સપ્લાય અવાજ તરફ દોરી જતી પરિસ્થિતિઓ ખાસ કરીને વિક્ષેપિત થઈ શકે છે, જે દખલગીરીને અસરકારક રીતે દબાવી શકે છે. નીચેના ઉકેલોની ભલામણ કરવામાં આવે છે:
- ધ્યાનબોર્ડ થ્રુ હોલs: છિદ્રો દ્વારા જરૂરીએચીંગ ઓપનિંગપર sવીજ પુરવઠો સ્તરતેમના માર્ગને સમાવવા માટે. જો પાવર લેયર ઓપનિંગ ખૂબ મોટું હોય, તો તે સિગ્નલ લૂપને અસર કરી શકે છે, સિગ્નલને બાયપાસ કરવાની ફરજ પાડે છે અને લૂપ વિસ્તાર અને અવાજમાં વધારો કરે છે. જો અમુક સિગ્નલ રેખાઓ ઉદઘાટનની નજીક કેન્દ્રિત હોય અને આ લૂપ શેર કરે, તો સામાન્ય અવરોધ ક્રોસસ્ટૉક તરફ દોરી શકે છે.
- કેબલ્સ માટે પર્યાપ્ત ગ્રાઉન્ડ વાયર: દરેક સિગ્નલને તેના પોતાના સમર્પિત સિગ્નલ લૂપની જરૂર હોય છે, જેમાં સિગ્નલ અને લૂપ વિસ્તાર શક્ય તેટલો નાનો રાખવામાં આવે છે, જે સમાંતર ગોઠવણીની ખાતરી કરે છે.
- પાવર સપ્લાય નોઈઝ ફિલ્ટરનું પ્લેસમેન્ટ: આ ફિલ્ટર અસરકારક રીતે આંતરિક પાવર સપ્લાય અવાજને દબાવી દે છે, સિસ્ટમને વધારે છેદખલ વિરોધીઅને સલામતી. તે દ્વિ-માર્ગ તરીકે સેવા આપે છેઆરએફ ફિલ્ટર, પાવર લાઇન (અન્ય ઉપકરણોથી દખલગીરી અટકાવવા) અને પોતે જ ઉત્પન્ન થયેલ અવાજ (અન્ય ઉપકરણોમાં દખલ ટાળવા), તેમજ ક્રોસ-મોડ સામાન્ય મોડ હસ્તક્ષેપને ફિલ્ટર કરવું.
- પાવર આઇસોલેશનટ્રાન્સફોર્મર: આ સામાન્ય-મોડ ગ્રાઉન્ડ લૂપને અલગ કરે છેપાવર સપ્લાય લૂપર સિગ્નલ કેબલ, ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર જનરેટ થતા સામાન્ય-મોડ લૂપ વર્તમાનને અસરકારક રીતે અલગ કરે છે.
- પાવર રેગ્યુલેશન: ક્લીનર પાવર સપ્લાય પુનઃસ્થાપિત કરવાથી પાવર સપ્લાયનો અવાજ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે.
- વાયરિંગ: વીજ પુરવઠાની ઇનપુટ અને આઉટપુટ લાઇનને ડાઇલેક્ટ્રિક બોર્ડની ધારથી દૂર રાખવી જોઇએ જેથી રેડિયેશન ઉત્પન્ન ન થાય અને અન્ય સર્કિટ અથવા સાધનોમાં દખલ ન થાય.
- અલગ એનાલોગ અને ડિજિટલ પાવર સપ્લાય: ઉચ્ચ-આવર્તન ઉપકરણો સામાન્ય રીતે ડિજિટલ અવાજ માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે, તેથી પાવર સપ્લાયના પ્રવેશદ્વાર પર બંનેને અલગ અને એકસાથે જોડાયેલા હોવા જોઈએ. જો સિગ્નલને એનાલોગ અને ડિજિટલ બંને ડોમેન્સ પાર કરવાની જરૂર હોય, તો લૂપ વિસ્તાર ઘટાડવા માટે સિગ્નલની આજુબાજુ લૂપ મૂકી શકાય છે.
- વિવિધ સ્તરો વચ્ચે અલગ પાવર સપ્લાયને ઓવરલેપ કરવાનું ટાળો: પરોપજીવી કેપેસીટન્સ દ્વારા પાવર સપ્લાયના અવાજને સરળતાથી જોડી ન શકાય તે માટે તેમને ડંખ મારવાનો પ્રયાસ કરો.
- સંવેદનશીલ ઘટકોને અલગ કરો: ફેઝ-લોક્ડ લૂપ્સ (પીએલએલ) જેવા ઘટકો પાવર સપ્લાયના અવાજ માટે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે અને પાવર સપ્લાયથી શક્ય હોય ત્યાં સુધી દૂર રાખવા જોઈએ.
- પાવર કોર્ડનું પ્લેસમેન્ટ: સિગ્નલ લાઇનની સાથે પાવર લાઇન મૂકવાથી, સિગ્નલ લૂપ ઘટાડી શકાય છે અને અવાજમાં ઘટાડો થઈ શકે છે.
- બાયપાસ પાથ ગ્રાઉન્ડિંગ: સર્કિટ બોર્ડ પર વીજ પુરવઠો અને બાહ્ય વીજ પુરવઠાની દખલગીરીને કારણે સંચિત અવાજને રોકવા માટે, બાયપાસ પાથને દખલગીરી પાથ પર ગ્રાઉન્ડ કરી શકાય છે (કિરણોત્સર્ગને બાદ કરતાં), અવાજને જમીન પર બાયપાસ કરવાની મંજૂરી આપીને અને દખલને ટાળી શકાય છે. અન્ય ઉપકરણો અને સાધનો.
નિષ્કર્ષમાં:પાવર સપ્લાય ઘોંઘાટ, પાવર સપ્લાયમાંથી પ્રત્યક્ષ કે પરોક્ષ રીતે ઉત્પન્ન થાય છે, તે સર્કિટમાં દખલ કરે છે. સર્કિટ પર તેના પ્રભાવને દબાવતી વખતે, એક સામાન્ય સિદ્ધાંતનું પાલન કરવું જોઈએ: સર્કિટ પર પાવર સપ્લાય અવાજની અસરને ઓછી કરો જ્યારે પાવર સપ્લાયના અવાજના અધોગતિને રોકવા માટે પાવર સપ્લાય પરના બાહ્ય પરિબળો અથવા સર્કિટના પ્રભાવને પણ ઘટાડે છે.