హై-ఫ్రీక్వెన్సీ PCB డిజైన్ ప్రక్రియలో పవర్ సప్లై నాయిస్ యొక్క విశ్లేషణ మరియు తగ్గించడం

లో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PCBs, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం జోక్యం యొక్క ముఖ్యమైన రూపంగా నిలుస్తుంది. ఈ కథనం అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PCBలలో విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం యొక్క లక్షణాలు మరియు మూలాల యొక్క సమగ్ర విశ్లేషణను నిర్వహిస్తుంది మరియు ఇంజనీరింగ్ అప్లికేషన్‌ల ఆధారంగా ఆచరణాత్మక మరియు సమర్థవంతమైన పరిష్కారాలను అందిస్తుంది.

ఎ.పవర్ సప్లై నాయిస్ యొక్క విశ్లేషణ

విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం అనేది విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన లేదా అంతరాయం కలిగించే శబ్దాన్ని సూచిస్తుంది. ఈ జోక్యం క్రింది అంశాలలో స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది:

1. ఫలితంగా పంపిణీ చేయబడిన శబ్దంస్వాభావిక అవరోధంవిద్యుత్ సరఫరా యొక్క. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్‌లలో, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సంకేతాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, ప్రారంభ అవసరం తక్కువ శబ్దంవిద్యుత్ సరఫరా. పరిశుభ్రమైన నేల మరియు విద్యుత్ సరఫరా కూడా అంతే కీలకం.

ఆదర్శవంతమైన దృష్టాంతంలో, విద్యుత్ సరఫరా ఉంటుందినిరోధం లేని, ఏ శబ్దం ఫలితంగా. అయితే, ఆచరణలో, విద్యుత్ సరఫరా ఒక నిర్దిష్ట అవరోధాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది మొత్తం విద్యుత్ సరఫరాలో పంపిణీ చేయబడుతుంది, ఇది శబ్దం యొక్క అతిశయోక్తికి దారితీస్తుంది. అందువల్ల, విద్యుత్ సరఫరా అవరోధాన్ని తగ్గించడానికి కృషి చేయాలి. అంకితభావంతో ఉండటం మంచిది శక్తి విమానంమరియుగ్రౌండ్ ప్లేన్. హై-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్ డిజైన్‌లో, విద్యుత్ సరఫరాను బస్ ఫార్మాట్‌లో కాకుండా లేయర్‌లలో రూపొందించడం సాధారణంగా మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది, లూప్ స్థిరంగా తక్కువ ఇంపెడెన్స్‌తో మార్గాన్ని అనుసరిస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది. అదనంగా, పవర్ బోర్డు అందిస్తుంది aసిగ్నల్ లూప్PCBలో ఉత్పత్తి చేయబడిన మరియు స్వీకరించబడిన అన్ని సిగ్నల్‌ల కోసం, తద్వారా సిగ్నల్ లూప్‌ను తగ్గించడం మరియు శబ్దాన్ని తగ్గించడం.

2. సాధారణ మోడ్ ఫీల్డ్ జోక్యం: ఈ రకమైన జోక్యం విద్యుత్ సరఫరా మరియు భూమి మధ్య శబ్దానికి సంబంధించినది. ఇది అంతరాయం కలిగించిన సర్క్యూట్ మరియు సాధారణ రిఫరెన్స్ ఉపరితలం నుండి ఏర్పడే సాధారణ మోడ్ వోల్టేజ్ ద్వారా ఏర్పడిన లూప్ వల్ల కలిగే జోక్యం నుండి పుడుతుంది. పరిమాణం సాపేక్ష విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు దాని తీవ్రత సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది.

ఈ దృష్టాంతంలో, కరెంట్ (Ic) తగ్గుదల సిరీస్‌లో సాధారణ-మోడ్ వోల్టేజ్‌కి దారి తీస్తుందిప్రస్తుత లూప్, స్వీకరించే విభాగాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఉంటేఅయస్కాంత క్షేత్రంప్రధానంగా, సిరీస్ గ్రౌండ్ లూప్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడిన సాధారణ మోడ్ వోల్టేజ్ సూత్రం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది:

ఫార్ములా (1)లోని ΔB అనేది మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ ఇంటెన్సిటీలో మార్పును సూచిస్తుంది, Wb/mలో కొలుస్తారు²; S అనేది m లోని ప్రాంతాన్ని సూచిస్తుంది².

ఒక కోసంవిద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం, ఎప్పుడు విద్యుత్ క్షేత్రం విలువ తెలుస్తుంది, ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ సమీకరణం (2) ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, ఇది సాధారణంగా L=150/F లేదా అంతకంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు వర్తిస్తుంది, Fతోవిద్యుదయస్కాంత తరంగ ఫ్రీక్వెన్సీMHzలో. ఈ పరిమితిని మించిపోయినట్లయితే, గరిష్ట ప్రేరిత వోల్టేజ్ యొక్క గణనను ఈ క్రింది విధంగా సరళీకృతం చేయవచ్చు:

3. డిఫరెన్షియల్ మోడ్ ఫీల్డ్ ఇంటర్‌ఫెరెన్స్: ఇది విద్యుత్ సరఫరా మరియు ది మధ్య అంతరాయాన్ని సూచిస్తుందిఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ పవర్ లైన్లు. వాస్తవ PCB రూపకల్పనలో, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దానికి దాని సహకారం తక్కువగా ఉందని రచయిత గమనించారు, అందువల్ల ఇక్కడ విస్మరించవచ్చు.
4. ఇంటర్‌లైన్ జోక్యం: ఈ రకమైన జోక్యం విద్యుత్ లైన్ల మధ్య జోక్యానికి సంబంధించినది. రెండు వేర్వేరు సమాంతర సర్క్యూట్‌ల మధ్య మ్యూచువల్ కెపాసిటెన్స్ (C) మరియు మ్యూచువల్ ఇండక్టెన్స్ (M1-2) ఉన్నప్పుడు, ఇంటర్‌ఫరెన్స్ సోర్స్ సర్క్యూట్‌లో వోల్టేజ్ (VC) మరియు కరెంట్ (IC) ఉన్నట్లయితే, ఇంటర్‌ఫెర్డ్ సర్క్యూట్‌లో జోక్యం వ్యక్తమవుతుంది:
   1. కెపాసిటివ్ ఇంపెడెన్స్ ద్వారా జతచేయబడిన వోల్టేజ్ సమీకరణం (4) ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, ఇక్కడ RV సమాంతర విలువను సూచిస్తుందిదాదాపు ముగింపు నిరోధకతమరియు దిసుదూర ప్రతిఘటనయొక్కజోక్యం చేసుకున్న సర్క్యూట్.
   2. ఇండక్టివ్ కప్లింగ్ ద్వారా సిరీస్ రెసిస్టెన్స్: జోక్యం మూలంలో సాధారణ మోడ్ శబ్దం ఉంటే, ఇంటర్‌లైన్ జోక్యం సాధారణంగా సాధారణ మోడ్ మరియు అవకలన మోడ్‌లో కనిపిస్తుంది.
5. పవర్ లైన్ కలపడం: విద్యుత్ లైన్ లోబడి తర్వాత ఇతర పరికరాలకు అంతరాయాలను ప్రసారం చేసినప్పుడు ఈ దృగ్విషయం సంభవిస్తుందివిద్యుదయస్కాంత జోక్యంAC లేదా DC నుండి శక్తి మూలంఇది విద్యుత్ సరఫరా నాయిస్ జోక్యం యొక్క పరోక్ష రూపాన్ని సూచిస్తుంది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లు. విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం తప్పనిసరిగా స్వీయ-ఉత్పత్తి కాకపోవచ్చు, కానీ బాహ్య జోక్యం ఇండక్షన్ వల్ల కూడా సంభవించవచ్చు, ఇది స్వతహాగా ఉత్పన్నమయ్యే శబ్దం యొక్క సూపర్‌ఇంపోజిషన్ (రేడియేటెడ్ లేదా నిర్వహించబడింది)కి దారి తీస్తుంది, తద్వారా ఇతర సర్క్యూట్‌లు లేదా పరికరాలతో జోక్యం చేసుకుంటుందని గమనించడం ముఖ్యం.

• విద్యుత్ సరఫరా నాయిస్ జోక్యాన్ని తొలగించడానికి ప్రతిఘటనలు

పైన విశ్లేషించబడిన విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం జోక్యం యొక్క వివిధ వ్యక్తీకరణలు మరియు కారణాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దానికి దారితీసే పరిస్థితులు ప్రత్యేకంగా అంతరాయం కలిగిస్తాయి, జోక్యాన్ని సమర్థవంతంగా అణిచివేస్తాయి. కింది పరిష్కారాలు సిఫార్సు చేయబడ్డాయి:

• శ్రద్ధరంధ్రం ద్వారా బోర్డుs: రంధ్రాల ద్వారా అవసరంఎచింగ్ ఓపెనింగ్న లువిద్యుత్ సరఫరా పొరవారి మార్గానికి అనుగుణంగా. పవర్ లేయర్ ఓపెనింగ్ చాలా పెద్దది అయినట్లయితే, అది సిగ్నల్ లూప్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది, సిగ్నల్‌ని బైపాస్ చేయవలసి వస్తుంది మరియు లూప్ ప్రాంతం మరియు శబ్దాన్ని పెంచుతుంది. కొన్ని సిగ్నల్ లైన్లు ఓపెనింగ్ దగ్గర కేంద్రీకృతమై ఈ లూప్‌ను పంచుకుంటే, సాధారణ ఇంపెడెన్స్ క్రాస్‌స్టాక్‌కు దారి తీస్తుంది.
• కేబుల్స్ కోసం తగినంత గ్రౌండ్ వైర్: ప్రతి సిగ్నల్‌కు దాని స్వంత ప్రత్యేక సిగ్నల్ లూప్ అవసరం, సిగ్నల్ మరియు లూప్ ప్రాంతం వీలైనంత చిన్నగా ఉంచబడుతుంది, సమాంతర అమరికను నిర్ధారిస్తుంది.
• పవర్ సప్లై నాయిస్ ఫిల్టర్ ప్లేస్‌మెంట్: ఈ ఫిల్టర్ అంతర్గత విద్యుత్ సరఫరా శబ్దాన్ని సమర్థవంతంగా అణిచివేస్తుంది, వ్యవస్థను మెరుగుపరుస్తుందివ్యతిరేక జోక్యంమరియు భద్రత. ఇది రెండు-మార్గం వలె పనిచేస్తుందిRF ఫిల్టర్, పవర్ లైన్ (ఇతర పరికరాల నుండి జోక్యాన్ని నిరోధించడం) నుండి పరిచయం చేయబడిన శబ్దం జోక్యాన్ని ఫిల్టర్ చేయడం మరియు దాని ద్వారానే ఉత్పన్నమయ్యే శబ్దం (ఇతర పరికరాలతో జోక్యాన్ని నివారించడానికి), అలాగే క్రాస్-మోడ్ కామన్ మోడ్ జోక్యాన్ని.
• పవర్ ఐసోలేషన్ట్రాన్స్ఫార్మర్: ఇది సాధారణ-మోడ్ గ్రౌండ్ లూప్‌ను వేరుచేస్తుందివిద్యుత్ సరఫరా లూపర్ సిగ్నల్ కేబుల్, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడిన కామన్-మోడ్ లూప్ కరెంట్‌ని సమర్థవంతంగా వేరు చేస్తుంది.
• విద్యుత్ నియంత్రణ: క్లీనర్ విద్యుత్ సరఫరాను పునరుద్ధరించడం వలన విద్యుత్ సరఫరా శబ్దాన్ని గణనీయంగా తగ్గించవచ్చు.
• వైరింగ్: రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేయకుండా మరియు ఇతర సర్క్యూట్‌లు లేదా పరికరాలతో జోక్యం చేసుకోకుండా ఉండటానికి విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ లైన్‌లను విద్యుద్వాహక బోర్డు అంచు నుండి దూరంగా ఉంచాలి.
• ప్రత్యేక అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ పవర్ సప్లైలు: హై-ఫ్రీక్వెన్సీ పరికరాలు సాధారణంగా డిజిటల్ శబ్దానికి చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి, కాబట్టి ఈ రెండింటిని విద్యుత్ సరఫరా ప్రవేశ ద్వారం వద్ద వేరుచేసి, కనెక్ట్ చేయాలి. సిగ్నల్ అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ డొమైన్‌లు రెండింటినీ దాటాల్సిన అవసరం ఉన్నట్లయితే, లూప్ ప్రాంతాన్ని తగ్గించడానికి సిగ్నల్ అంతటా లూప్‌ను ఉంచవచ్చు.
• వేర్వేరు లేయర్‌ల మధ్య ప్రత్యేక విద్యుత్ సరఫరాలను అతివ్యాప్తి చేయడాన్ని నివారించండి: పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ ద్వారా విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం సులభంగా కలిసిపోకుండా నిరోధించడానికి వాటిని అస్థిరపరిచే ప్రయత్నం.
• సెన్సిటివ్ కాంపోనెంట్‌లను వేరు చేయండి: ఫేజ్-లాక్డ్ లూప్స్ (PLLలు) వంటి భాగాలు విద్యుత్ సరఫరా శబ్దానికి అత్యంత సున్నితంగా ఉంటాయి మరియు విద్యుత్ సరఫరా నుండి వీలైనంత దూరంగా ఉంచాలి.
• పవర్ కార్డ్ ప్లేస్‌మెంట్: సిగ్నల్ లైన్ పక్కన పవర్ లైన్‌ను ఉంచడం, సిగ్నల్ లూప్‌ను తగ్గించి, నాయిస్ తగ్గింపును సాధించగలదు.
• బైపాస్ పాత్ గ్రౌండింగ్: సర్క్యూట్ బోర్డ్‌లో విద్యుత్ సరఫరా జోక్యం మరియు బాహ్య విద్యుత్ సరఫరా జోక్యం వల్ల ఏర్పడే సంచిత శబ్దాన్ని నివారించడానికి, బైపాస్ పాత్‌ను జోక్య మార్గంలో (రేడియేషన్ మినహా) గ్రౌన్దేడ్ చేయవచ్చు, ఇది శబ్దాన్ని భూమికి దాటవేయడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు జోక్యాన్ని నివారించవచ్చు. ఇతర పరికరాలు మరియు పరికరాలు.

ముగింపులో:విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం, విద్యుత్ సరఫరా నుండి ప్రత్యక్షంగా లేదా పరోక్షంగా ఉత్పత్తి చేయబడినా, సర్క్యూట్‌లో జోక్యం చేసుకుంటుంది. సర్క్యూట్‌పై దాని ప్రభావాన్ని అణిచివేసేటప్పుడు, ఒక సాధారణ సూత్రాన్ని అనుసరించాలి: విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం క్షీణించకుండా నిరోధించడానికి బాహ్య కారకాల ప్రభావాన్ని లేదా విద్యుత్ సరఫరాపై సర్క్యూట్‌ను తగ్గించేటప్పుడు సర్క్యూట్‌పై విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం యొక్క ప్రభావాన్ని తగ్గించండి.