Analyse a Mitigatioun vun Energieversuergung Kaméidi am High-Frequenz PCB Design Prozess

An héich Frequenz PCBs, Stroumversuergung Kaméidi steet als bedeitend Form vun Amëschen eraus. Dësen Artikel féiert eng ëmfaassend Analyse vun de Charakteristiken an Originen vun Energieversuergung Kaméidi an héich-Frequenz PCBs, a bitt praktesch an effikass Léisungen baséiert op Ingenieur Uwendungen.

A.Analyse vun Energieversuergung Kaméidi

Stroumversuergungsgeräischer bezitt sech op de Geräischer generéiert oder gestéiert vun der Energieversuergung selwer. Dës Interferenz ass evident an de folgenden Aspekter:

1. Verdeelt Kaméidi entstinn aus derinherent Impedanzvun der Energieversuergung. An Héichfrequenzkreesser beaflosst d'Energieversuergungsrauschen wesentlech Héichfrequenzsignaler. Dofir ass den initialen Ufuerderung e gerénge GeräischerStroumversuergung. Gläich entscheedend sinn propperem Buedem a Stroumversuergung.

An engem ideale Szenario wier d'Energieversuergungimpedance-gratis, wat zu kee Kaméidi resultéiert. Wéi och ëmmer, an der Praxis huet d'Energieversuergung eng gewësse Impedanz, déi iwwer d'ganz Energieversuergung verdeelt ass, wat zu der Iwwerlagerung vu Kaméidi féiert. Dofir sollten Efforte gemaach ginn fir d'Energieversuergungsimpedanz ze minimiséieren. Et ass léiwer eng engagéiert ze hunn Muecht FligeranBuedem Fliger. Am Héichfrequenz Circuit Design ass et allgemeng méi effektiv d'Energieversuergung a Schichten ze designen anstatt an engem Busformat, a garantéiert datt d'Loop konsequent de Wee mat der mannsten Impedanz verfollegt. Zousätzlech stellt de Power Board engSignal Loopfir all Signaler generéiert a kritt op der PCB, doduerch d'Signalschleife miniméieren an de Geräischer reduzéieren.

2. Gemeinsam Modus Feldinterferenz: Dës Aart vun Interferenz bezitt sech op de Kaméidi tëscht der Energieversuergung an dem Buedem. Et entsteet aus der Interferenz verursaacht duerch eng Loop geformt vum gestéierten Circuit an der gemeinsamer Modusspannung déi aus der gemeinsamer Referenzfläch resultéiert. D'Gréisst hänkt vun de relativen elektreschen a magnetesche Felder of, a seng Intensitéit ass relativ niddereg.

An dësem Szenario féiert d'Ofsenkung vum Stroum (Ic) zu enger gemeinsamer Modusspannung an der Serieaktuell Loop, Impakt op d'Empfangsektioun. Wann deMagnéitfelddominéiert, gëtt déi gemeinsame Modusspannung generéiert an der Serie Buedemschleife vun der Formel uginn:

ΔB an der Formel (1) representéiert d'Verännerung vun der magnetescher Induktiounsintensitéit, gemooss a Wb / m²; S bezeechent d'Gebitt an m².

Fir anelektromagnéitescht Feld,wann der elektrescht Feld Wäert bekannt ass, gëtt d'induzéiert Spannung duerch Equatioun (2) uginn, déi allgemeng applicabel ass wann L = 150/F oder manner, mat F representéiert denelektromagnetesch Welle Frequenzan MHz. Wann dës Limit iwwerschratt ass, kann d'Berechnung vun der maximal induzéierter Spannung wéi follegt vereinfacht ginn:

3. Differenziell Modus Field Interferenz: Dëst bezitt sech op d'Interferenz tëscht der Energieversuergung an derInput an Output Muecht Linns. Am aktuellen PCB Design huet den Auteur observéiert datt säi Bäitrag zum Stroumversuergungsrauschen minimal ass, an dofir kann hei ewechgelooss ginn.
4. Interline Interferenz: Dës Zort vun Interferenz bezitt sech op d'Interferenz tëscht Stroumleitungen. Wann et eng géigesäiteg Kapazitéit (C) a géigesäiteg Induktioun (M1-2) tëscht zwee verschiddene Parallelkreesser gëtt, gëtt d'Interferenz am gestéierten Circuit manifestéiert wann et Spannung (VC) a Stroum (IC) am Interferenzquellkrees gëtt:
   1. D'Spannung gekoppelt duerch d'kapazitiv Impedanz gëtt vun der Equatioun (4) uginn, wou RV de parallele Wäert vun derno-Enn Resistenzan denwäit-Enn Resistenzvumgestéiert Circuit.
   2. Serieresistenz duerch induktiv Kupplung: Wann et gemeinsame Modusrauschen an der Interferenzquell gëtt, erschéngt d'Interline Amëschung allgemeng souwuel am gemeinsame Modus wéi och am Differenzmodus.
5. Power Line Kupplung: Dëst Phänomen geschitt wann d'Kraaftleitung Stéierungen un aner Geräter iwwerdréit nodeems se ausgesat sinnelektromagnetesch Interferenzaus AC oder DC Muecht QuellDëst stellt eng indirekten Form vun Energieversuergung Kaméidi Stéierungen op héich Frequenz Circuits. Et ass wichteg ze bemierken datt Stroumversuergungsrauschen net onbedéngt selbstgeneréiert kënne sinn, awer och aus externen Interferenzinduktioun entstinn, wat zu der Iwwerlagerung (bestrahlt oder geleet) vu Kaméidi vu sech selwer generéiert féiert, doduerch mat anere Circuiten oder Apparater stéiert.

• Géigemoossname fir d'Energieversuergung Kaméidi Interferenz ze eliminéieren

Betruecht déi verschidde Manifestatiounen an Ursaachen vun Energieversuergung Kaméidi Interferenz uewen analyséiert, d'Konditiounen, déi zu Stroumversuergung Kaméidi féieren kann speziell gestéiert ginn, effektiv d'Interferenz ënnerdrécken. Déi folgend Léisunge si recommandéiert:

• Opmierksamkeet opVerwaltungsrot Duerch Lachs: Duerch Lächer néidegÄtzen Ouvertures opStroumversuergung Layerfir hire Passage opzehuelen. Wann d'Kraaftschichtöffnung ze grouss ass, kann et d'Signalschleife beaflossen, d'Signal forcéiere fir ze ëmgoen an d'Loopberäich a Kaméidi ze erhéijen. Wa bestëmmte Signallinnen no bei der Ouverture konzentréiert sinn an dës Schleife deelen, kann eng gemeinsam Impedanz zu Crosstalk féieren.
• Genuch Ground Wire fir Kabelen: All Signal erfuerdert seng eegen engagéiert Signalschleife, mat dem Signal a Schleifberäich sou kleng wéi méiglech gehal, fir parallel Ausrichtung ze garantéieren.
• Placement of Power Supply Noise Filter: Dëse Filter ënnerdréckt effektiv intern Stroumversuergungsgeräischer, verbessert de SystemAnti-Interferenza Sécherheet. Et déngt als zwee-WeeRF Filter, Filteren aus Geräischer Interferenz agefouert vun der Stroumleitung (Verhënnerung vun Interferenz vun aneren Apparater) a Geräischer generéiert vu sech selwer (fir Interferenz mat aneren Apparater ze vermeiden), souwéi Cross-Modus Common Modus Interferenz.
• Power IsolatiounTransformator: Dëst isoléiert de gemeinsame-Modus Buedem Loop vun derStroumversuergung Loopor Signal Kabel, effektiv Trennung vum gemeinsame Modus Loopstroum, deen op héich Frequenzen generéiert gëtt.
• Power Regulatioun: Eng méi propper Energieversuergung restauréieren kann d'Energieversuergungsgeräischer wesentlech reduzéieren.
• Wiring: D'Input- an Ausgangslinne vun der Energieversuergung solle vum Rand vum dielektresche Board ewech gehale ginn fir Stralung ze generéieren an aner Circuiten oder Ausrüstung ze stéieren.
• Separat Analog an Digital Stroumversuergung: Héichfrequenz Geräter si meeschtens ganz empfindlech op digitale Geräischer, sou datt déi zwee isoléiert a verbonne sinn an der Energieversuergungsentrée. Wann e Signal souwuel analog an digital Domaine muss iwwerschreiden, kann eng Loop iwwer d'Signal plazéiert ginn fir d'Loopberäich ze reduzéieren.
• Vermeiden iwwerlappend getrennte Stroumversuergung tëscht verschiddene Schichten: Versuch se ze stagnéieren fir ze verhënneren datt Stroumversuergungsgeräischer einfach duerch parasitär Kapazitéit gekoppelt sinn.
• Sensibel Komponenten isoléieren: Komponente wéi Phase-gespaarten Loops (PLLs) sinn héich empfindlech fir Stroumversuergungsgeräischer a solle sou wäit wéi méiglech vun der Energieversuergung gehale ginn.
• Placement of Power Cord: Eng Stroumleitung niewent der Signallinn ze setzen, kann d'Signalschleife reduzéieren an d'Geräischreduktioun erreechen.
• Bypass Path Grounding: Fir akkumuléiert Geräischer ze verhënneren, déi duerch Stroumversuergungsinterferenz op de Circuitboard an externer Stroumversuergungsinterferenz verursaacht gëtt, kann de Bypass Wee um Interferenzwee gegrënnt ginn (ausser Stralung), wat et erlaabt de Kaméidi op de Buedem ëmzegoen an d'Interferenz mat Stéierungen ze vermeiden. aner Apparater an Ausrüstung.

Fazit:Stroumversuergungsrauschen, egal ob direkt oder indirekt vun der Energieversuergung generéiert gëtt, stéiert de Circuit. Wann Dir säin Afloss op de Circuit ënnerdréckt, sollt e generellen Prinzip gefollegt ginn: den Impakt vum Stroumversuergungsrauschen op de Circuit minimiséieren an och den Afloss vun externe Faktoren oder de Circuit op der Energieversuergung reduzéieren fir Verschlechterung vum Stroumversuergungsrauschen ze vermeiden.