Բարձր հաճախականությամբ PCB նախագծման գործընթացում էլեկտրամատակարարման աղմուկի վերլուծություն և մեղմացում
Մեջ բարձր հաճախականությամբ PCBs, էլեկտրամատակարարման աղմուկը առանձնանում է որպես միջամտության զգալի ձև: Այս հոդվածը համապարփակ վերլուծություն է կատարում բարձր հաճախականությամբ PCB-ներում էլեկտրամատակարարման աղմուկի բնութագրերի և ծագման վերաբերյալ և առաջարկում է գործնական և արդյունավետ լուծումներ՝ հիմնված ինժեներական ծրագրերի վրա:
Ա.Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման աղմուկի վերլուծություն
Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման աղմուկը վերաբերում է այն աղմուկին, որն առաջանում կամ խաթարվում է հենց էլեկտրամատակարարման կողմից: Այս միջամտությունն ակնհայտ է հետևյալ առումներով.
- Բաշխված աղմուկը, որն առաջանում էբնորոշ դիմադրությունէլեկտրամատակարարման մասին։ Բարձր հաճախականության սխեմաներում էլեկտրամատակարարման աղմուկը զգալիորեն ազդում է բարձր հաճախականության ազդանշանների վրա: Հետևաբար, նախնական պահանջը ցածր աղմուկն էէլեկտրամատակարարում. Նույնքան կարևոր են մաքուր հողը և էլեկտրամատակարարումը:
Իդեալական սցենարի դեպքում էլեկտրամատակարարումը կլինիառանց դիմադրության, որի արդյունքում ոչ մի աղմուկ: Այնուամենայնիվ, գործնականում էլեկտրամատակարարումը ունի որոշակի դիմադրողականություն, որը բաշխվում է ամբողջ էլեկտրամատակարարման վրա, ինչը հանգեցնում է աղմուկի ավելացման: Հետևաբար, պետք է ջանքեր գործադրվեն էլեկտրամատակարարման դիմադրությունը նվազագույնի հասցնելու համար: Նախընտրելի է ունենալ նվիրված ուժային ինքնաթիռևվերգետնյա ինքնաթիռ. Բարձր հաճախականությամբ սխեմայի նախագծման մեջ, ընդհանուր առմամբ, ավելի արդյունավետ է էլեկտրամատակարարումը նախագծել շերտերով, այլ ոչ թե ավտոբուսի ձևաչափով, ապահովելով, որ հանգույցը հետևողականորեն հետևում է նվազագույն դիմադրության ուղուն: Բացի այդ, հոսանքի սալիկը ապահովում է աազդանշանային հանգույցPCB-ում գեներացված և ստացված բոլոր ազդանշանների համար՝ դրանով իսկ նվազագույնի հասցնելով ազդանշանի հանգույցը և նվազեցնելով աղմուկը:
- Ընդհանուր ռեժիմի դաշտային միջամտություն. միջամտության այս տեսակը վերաբերում է էլեկտրամատակարարման և գետնի միջև եղած աղմուկին: Այն առաջանում է խափանված սխեմայի և ընդհանուր հղման մակերևույթից առաջացող ընդհանուր ռեժիմի լարման հետևանքով առաջացած ինտերֆերանսից: Մեծությունը կախված է հարաբերական էլեկտրական և մագնիսական դաշտերից, և դրա ինտենսիվությունը համեմատաբար ցածր է։
Այս սցենարում հոսանքի (Ic) նվազումը հանգեցնում է շարքի ընդհանուր ռեժիմի լարմանընթացիկ հանգույց, ազդելով ընդունող հատվածի վրա: Եթեմագնիսական դաշտգերակշռում է, ընդհանուր ռեժիմի լարումը, որը ստեղծվում է շարքի հողային հանգույցում, տրվում է բանաձևով.
ΔB բանաձևում (1) ներկայացնում է մագնիսական ինդուկցիայի ինտենսիվության փոփոխությունը՝ չափված Wb/m-ով2; S-ը նշանակում է տարածքը m-ով2.
Համարէլեկտրամագնիսական դաշտ, երբ էլեկտրական դաշտ արժեքը հայտնի է, ինդուկտիվ լարումը տրված է (2) բանաձեւով, որն ընդհանուր առմամբ կիրառելի է, երբ L=150/F կամ ավելի քիչ, իսկ F-ը ներկայացնում էէլեկտրամագնիսական ալիքի հաճախականությունըՄՀց-ով: Այս սահմանը գերազանցելու դեպքում առավելագույն ինդուկտիվ լարման հաշվարկը կարող է պարզեցվել հետևյալ կերպ.
- Դիֆերենցիալ ռեժիմի դաշտային միջամտություն. սա վերաբերում է էլեկտրամատակարարման և էլեկտրամատակարարման միջև եղած միջամտությանըմուտքային և ելքային էլեկտրահաղորդման գիծս. Փաստացի PCB-ի նախագծման մեջ հեղինակը նկատել է, որ դրա ներդրումը էլեկտրամատակարարման աղմուկի մեջ նվազագույն է, և, հետևաբար, այստեղ կարելի է բաց թողնել:
- Interline միջամտությունԱյս տեսակի միջամտությունը վերաբերում է էլեկտրահաղորդման գծերի միջամտությանը: Երբ երկու տարբեր զուգահեռ սխեմաների միջև առկա է փոխադարձ հզորություն (C) և փոխադարձ ինդուկտիվություն (M1-2), միջամտությունը կհայտնվի խանգարված շղթայում, եթե միջամտության աղբյուրի միացումում կա լարում (VC) և հոսանք (IC).
- Լարումը, որը զուգակցվում է կոնդենսիվ դիմադրության միջոցով, տրված է հավասարմամբ (4), որտեղ RV-ն ներկայացնում է զուգահեռ արժեքը.մոտ ավարտի դիմադրությունևհեռավոր դիմադրություն-իխանգարված միացում.
- Սերիայի դիմադրություն ինդուկտիվ միացման միջոցով. Եթե միջամտության աղբյուրում կա ընդհանուր ռեժիմի աղմուկ, ապա միջգծային միջամտությունը սովորաբար հայտնվում է ինչպես ընդհանուր, այնպես էլ դիֆերենցիալ ռեժիմում:
- Էլեկտրահաղորդման գծերի միացումԱյս երևույթը տեղի է ունենում, երբ հոսանքի գիծը ենթարկվելուց հետո միջամտություններ է փոխանցում այլ սարքերինէլեկտրամագնիսական միջամտությունAC կամ DC-ից էներգիայի աղբյուրՍա ներկայացնում է էլեկտրամատակարարման աղմուկի միջամտության անուղղակի ձև բարձր հաճախականության միացումս. Կարևոր է նշել, որ էլեկտրամատակարարման աղմուկը կարող է անպայմանորեն չստեղծվել ինքնուրույն, այլ նաև կարող է առաջանալ արտաքին միջամտության ինդուկցիայի հետևանքով, որը կհանգեցնի ինքնին առաջացած աղմուկի (ճառագայթված կամ անցկացվող) գերադրմանը՝ դրանով իսկ խանգարելով այլ սխեմաների կամ սարքերի:
- Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման աղմուկի միջամտությունը վերացնելու հակաքայլեր
Հաշվի առնելով վերը վերլուծված էլեկտրամատակարարման աղմուկի միջամտության տարբեր դրսևորումները և պատճառները, էլեկտրամատակարարման աղմուկի առաջացման պայմանները կարող են հատուկ խաթարվել՝ արդյունավետորեն ճնշելով միջամտությունը: Առաջարկվում են հետևյալ լուծումները.
- ՈւշադրությունՏախտակ անցքովs. անցքերի միջով անհրաժեշտ էփորագրման բացվածքs վրաէլեկտրամատակարարման շերտնրանց անցումը հարմարեցնելու համար։ Եթե ուժային շերտի բացումը չափազանց մեծ է, դա կարող է ազդել ազդանշանի հանգույցի վրա՝ ստիպելով ազդանշանը շրջանցել և մեծացնել հանգույցի տարածքը և աղմուկը: Եթե որոշակի ազդանշանային գծեր կենտրոնացած են բացվածքի մոտ և կիսում են այս հանգույցը, ընդհանուր դիմադրությունը կարող է հանգեցնել խաչաձև խոսակցության:
- Մալուխների համար բավարար ցամաքային մետաղալար. Յուրաքանչյուր ազդանշան պահանջում է իր հատուկ ազդանշանային հանգույցը, որի ազդանշանի և հանգույցի տարածքը հնարավորինս փոքր է պահվում՝ ապահովելով զուգահեռ հավասարեցում:
- Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման աղմուկի ֆիլտրի տեղադրում. այս ֆիլտրը արդյունավետորեն ճնշում է էներգիայի մատակարարման ներքին աղմուկը՝ ուժեղացնելով համակարգըհակամիջամտությունև անվտանգություն։ Այն ծառայում է որպես երկկողմանիՌԴ ֆիլտր, զտելով էլեկտրահաղորդման գծից ներմուծված աղմուկի միջամտությունը (կանխելով այլ սարքերի միջամտությունը) և ինքն իրեն առաջացած աղմուկը (այլ սարքերի հետ միջամտությունից խուսափելու համար), ինչպես նաև խաչաձեւ ռեժիմի ընդհանուր ռեժիմի միջամտությունը:
- Էլեկտրաէներգիայի մեկուսացումՏրանսֆորմատորՍա մեկուսացնում է ընդհանուր ռեժիմի հիմքի հանգույցըսնուցման հանգույցի ազդանշանային մալուխ, արդյունավետորեն առանձնացնելով ընդհանուր ռեժիմի հանգույցի հոսանքը, որն առաջանում է բարձր հաճախականություններում:
- Էլեկտրաէներգիայի կարգավորում. ավելի մաքուր էլեկտրամատակարարման վերականգնումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել էլեկտրամատակարարման աղմուկը:
- Հաղորդալարեր. Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման մուտքային և ելքային գծերը պետք է հեռու պահվեն դիէլեկտրական տախտակի եզրից, որպեսզի խուսափեն ճառագայթման առաջացումից և այլ սխեմաների կամ սարքավորումների հետ խանգարելուց:
- Առանձին անալոգային և թվային սնուցման սարքեր. բարձր հաճախականության սարքերը, ընդհանուր առմամբ, շատ զգայուն են թվային աղմուկի նկատմամբ, ուստի երկուսը պետք է մեկուսացված լինեն և միացվեն էլեկտրամատակարարման մուտքի մոտ: Եթե ազդանշանը պետք է հատի և՛ անալոգային, և՛ թվային տիրույթները, ապա ազդանշանի վրա կարող է տեղադրվել հանգույց՝ հանգույցի տարածքը նվազեցնելու համար:
- Խուսափեք տարբեր շերտերի միջև առանձին սնուցման աղբյուրների համընկնումից. փորձեք դրանք շեղել՝ կանխելու էլեկտրամատակարարման աղմուկի հեշտ զուգակցումը մակաբուծական հզորության միջոցով:
- Մեկուսացնել զգայուն բաղադրիչները. Բաղադրիչները, ինչպիսիք են փուլային կողպեքները (PLLs) շատ զգայուն են էլեկտրամատակարարման աղմուկի նկատմամբ և պետք է պահվեն սնուցման աղբյուրից որքան հնարավոր է հեռու:
- Հոսանքի լարերի տեղադրում. ազդանշանային գծի կողքին էլեկտրահաղորդման գիծ տեղադրելը կարող է նվազեցնել ազդանշանի հանգույցը և հասնել աղմուկի նվազեցման:
- Շրջանցման ուղու հիմնավորում. Շղթայի տախտակի վրա էլեկտրամատակարարման միջամտության և արտաքին սնուցման միջամտության հետևանքով առաջացած կուտակված աղմուկը կանխելու համար շրջանցման ուղին կարող է հիմնավորվել միջամտության ուղու վրա (առանց ճառագայթման), թույլ տալով, որ աղմուկը շրջանցվի գետնին և խուսափելով միջամտությունից: այլ սարքեր և սարքավորումներ:
Եզրակացության մեջ.Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման աղմուկը, անկախ նրանից, թե ուղղակիորեն կամ անուղղակիորեն առաջանում է սնուցման աղբյուրից, խանգարում է միացմանը: Շղթայի վրա դրա ազդեցությունը ճնշելիս պետք է հետևել ընդհանուր սկզբունքին՝ նվազագույնի հասցնել էլեկտրամատակարարման աղմուկի ազդեցությունը շղթայի վրա՝ միաժամանակ նվազեցնելով արտաքին գործոնների կամ շղթայի ազդեցությունը էլեկտրամատակարարման վրա՝ կանխելու էլեկտրամատակարարման աղմուկի դեգրադացիան: