In высокачашчынная друкаваная плата платы, больш важным тыпам перашкод з’яўляецца шум блока харчавання. Сістэмна аналізуючы характарыстыкі і прычыны шуму магутнасці на платах высокачашчынных друкаваных плат, аўтар вылучае некалькі вельмі эфектыўных і простых рашэнняў у спалучэнні з інжынернымі прыкладаннямі.

Аналіз шуму блока харчавання

Шум блока харчавання адносіцца да шуму, які ўтвараецца самім блокам харчавання або выкліканы перашкодамі. Умяшанне выяўляецца ў наступных аспектах:

1) Размеркаваны шум, выкліканы ўласцівым імпедансам самога крыніцы харчавання. У высокачашчынных схемах шум блока харчавання аказвае большы ўплыў на высокачашчынныя сігналы. Такім чынам, у першую чаргу патрабуецца малашумны блок харчавання. Чыстая зямля гэтак жа важная, як і чыстая крыніца энергіі. Характарыстыка магутнасці паказана, як на мал. 1.

Форма сігналу магутнасці

Як відаць з малюнка 1, крыніца харчавання ў ідэальных умовах не мае імпедансу, таму няма шуму. Аднак фактычны блок харчавання мае пэўны імпеданс, і імпеданс размеркаваны па ўсім блоку харчавання, такім чынам, шум таксама будзе накладвацца на блок харчавання. Такім чынам, імпеданс крыніцы харчавання павінен быць максімальна паменшаны, і лепш за ўсё мець спецыяльны пласт харчавання і пласт зазямлення. Пры распрацоўцы высокачашчынных схем, як правіла, лепш спраектаваць крыніца харчавання ў выглядзе пласта, чым у выглядзе шыны, так што шлейф заўсёды можа ісці па шляху з найменшым імпедансам. Акрамя таго, плата харчавання павінна таксама забяспечваць цыкл сігналаў для ўсіх генераваных і прыманых сігналаў на друкаванай плаце, каб петлю сігналу можна было звесці да мінімуму, памяншаючы тым самым шум.

2) сінфагасныя палявыя перашкоды. Адносіцца да шуму паміж крыніцай харчавання і зямлёй. Гэта перашкоды, выкліканыя сінфазным напругай, выкліканым шлейфам, утвораным ланцугом з перашкодамі, і агульнай апорнай паверхняй пэўнага крыніцы харчавання. Яго значэнне залежыць ад адноснага электрычнага і магнітнага поля. Ад сілы залежыць трываласць. Як паказана на малюнку 2.

Агульныя перашкоды

На гэтым канале падзенне Ic выкліча сінфальнае напружанне ў паслядоўнай токавай пятлі, што паўплывае на прыёмную частку. Калі магнітнае поле з’яўляецца дамінуючым, значэнне сінфагаснага напружання, якое генеруецца ў паслядоўнай зазямляльнай цепе, роўна:

Агульнае напружанне ў рэжыме

У формуле (1) ΔB — змяненне шчыльнасці магнітнага патоку, Вт/м2; S – плошча, м2.

Калі гэта электрамагнітнае поле, калі вядома яго значэнне электрычнага поля, яго індукаванае напружанне роўна

Індуктыўнае напружанне

Раўнанне (2) звычайна прымяняецца да L=150/F або менш, дзе F – гэта частата электрамагнітных хваль у МГц.

Досвед аўтара такі: калі гэты ліміт перавышаны, разлік максімальнага індукаванага напружання можа быць спрошчаны да:

Максімальнае індукаванае напружанне

3) Палявыя перашкоды дыферэнцыяльнага рэжыму. Адносіцца да перашкод паміж крыніцай харчавання і уваходнымі і выходнымі лініямі электраперадачы. У канструкцыі друкаванай платы аўтар выявіў, што яе доля ў шуме блока харчавання вельмі малая, таму абмяркоўваць яе тут няма неабходнасці.

4) Міжлінейныя перашкоды. Адносіцца да перашкод паміж лініямі электраперадачы. Калі паміж двума рознымі паралельнымі ланцугамі ёсць узаемная ёмістасць C і ўзаемная індуктыўнасць M1-2, калі ў ланцугу крыніцы перашкод ёсць напружанне VC і ток IC, з’явіцца ланцуг з перашкодамі:

A. Напружанне, спалучанае праз ёмістны імпеданс

Напружанне, спалучанае праз ёмістны імпеданс

У формуле (4) RV з’яўляецца паралельным значэннем супраціву блізкага канца і супраціўлення на далёкім канцы ланцуга з перашкодамі.

B. Серыйны супраціў праз індуктыўнае злучэнне

Паслядоўны супраціў праз індуктыўнае злучэнне

Калі ў крыніцы перашкод маецца сінфагасны шум, інтэрферэнцыя ад лініі да лініі звычайна прымае форму сінфагаснага і дыферэнцыяльнага рэжыму.

5) Муфта лініі электраперадачы. Гэта адносіцца да з’явы, што пасля таго, як шнур сілкавання пераменнага або пастаяннага току падвяргаецца электрамагнітным перашкодам, шнур харчавання перадае перашкоды іншым прыладам. Гэта ўскоснае ўмяшанне шуму блока харчавання ў высокачашчынную схему. Варта адзначыць, што шум крыніцы харчавання не абавязкова генеруецца сам па сабе, але таксама можа быць шумам, выкліканым знешнімі перашкодамі, а затым накладваць гэты шум на шум, які генеруецца ім самім (выпраменьванне або праводнасць), каб перашкаджаць іншым схемам. або прылады.

Контрмеры па ліквідацыі шумавых перашкод блока харчавання

У сувязі з рознымі праявамі і прычынамі ўзнікнення шумавых перашкод, прааналізаваных вышэй, умовы, пры якіх яны ўзнікаюць, могуць быць мэтанакіравана знішчаны, а перашкоды ад шуму блока харчавання могуць быць эфектыўна падушаныя. Рашэнні наступныя: 1) Звярніце ўвагу на скразныя адтуліны на дошцы. Скразное адтуліну патрабуе вытравлення на энергетычным пласце, каб пакінуць месца для праходжання скразной адтуліны. Калі адкрыццё сілавога пласта будзе занадта вялікім, гэта непазбежна адаб’ецца на сігнальнай петлі, сігнал будзе вымушаны абыходзіць, плошча завесы павялічыцца, і шум будзе павялічвацца. У той жа час, калі некаторыя сігнальныя лініі сканцэнтраваны паблізу адтуліны і падзяляюць гэтую пятлю, агульны імпеданс выкліча перакрыжаваныя перашкоды. Глядзіце малюнак 3.

Абыйсці агульны шлях сігнальнай ланцуга

2) Для злучальных правадоў патрабуецца дастатковую колькасць правадоў зазямлення. Кожны сігнал павінен мець сваю ўласную спецыялізаваную сігнальную петлю, а плошчу шлейфа сігналу і шлейфа як мага меншая, гэта значыць сігнал і цыкл павінны быць паралельнымі.

3) Змесціце шумавы фільтр блока харчавання. Ён можа эфектыўна душыць шум унутры блока харчавання і палепшыць абарону ад перашкод і бяспеку сістэмы. І гэта двухбаковы радыёчастотны фільтр, які можа не толькі адфільтроўваць шумавыя перашкоды, якія ўводзяцца ад лініі электраперадачы (каб прадухіліць перашкоды ад іншага абсталявання), але і адфільтроўваць шум, які генеруецца сам (каб пазбегнуць перашкод іншым абсталяваннем). ), і перашкаджаюць паслядоўнаму рэжыму агульнага рэжыму. Абодва аказваюць тармозіць дзеянне.

4) Магутнасць ізаляцыйнага трансфарматара. Аддзяліць ланцуг харчавання або сінфамальны контур зазямлення сігнальнага кабеля, ён можа эфектыўна ізаляваць ток контуру агульнага рэжыму, які генеруецца на высокай частаце.

5) Рэгулятар харчавання. Вяртанне больш чыстага блока харчавання можа значна знізіць узровень шуму блока харчавання.

6) Праводка. Лініі ўваходу і выхаду крыніцы харчавання не павінны пракладвацца на краі дыэлектрычнай платы, інакш лёгка генераваць выпраменьванне і ствараць перашкоды іншым схемам або абсталяванню.

7) Аналагавы і лічбавы блок харчавання павінны быць падзеленыя. Высокачашчынныя прылады, як правіла, вельмі адчувальныя да лічбавага шуму, таму іх варта падзяліць і злучыць разам на ўваходзе крыніцы харчавання. Калі сігнал павінен ахопліваць як аналагавую, так і лічбавую часткі, на дыяпазоне сігналу можна размясціць шлейф, каб паменшыць плошчу завесы. Як паказана на малюнку 4.

Змесціце пятлю на перасячэнні сігналу, каб паменшыць плошчу завесы

8) Пазбягайце перакрыцця асобных крыніц харчавання паміж рознымі пластамі. Размахвайце іх як мага больш, інакш шум блока харчавання лёгка спалучаецца праз паразітную ёмістасць.

9) Ізаляваць адчувальныя кампаненты. Некаторыя кампаненты, такія як завесы фазавай автоподстройки (ФАПЧ), вельмі адчувальныя да шуму блока харчавання. Трымайце іх як мага далей ад крыніцы харчавання.

10) Устаўце шнур харчавання. Для таго, каб паменшыць цыкл сігналу, шум можна паменшыць, размясціўшы лінію электраперадачы на ​​краі сігнальнай лініі, як паказана на малюнку 5.

Размясціце шнур харчавання побач з сігнальнай лініяй

11) Каб прадухіліць перашкоды ад шуму крыніцы харчавання на друкаванай плаце і назапашанага шуму, выкліканага знешнімі перашкодамі для крыніцы харчавання, можна падключыць байпасны кандэнсатар да зямлі на шляху перашкод (за выключэннем выпраменьвання), так што Шум можна абыйсці на зямлю, каб пазбегнуць перашкод у працы іншага абсталявання і прылад.

Шум крыніцы харчавання прама або ўскосна генеруецца ад крыніцы харчавання і перашкаджае працы ланцуга. Пры падаўленні яго ўздзеяння на ланцуг варта прытрымлівацца агульнага прынцыпу. З аднаго боку, неабходна максімальна прадухіліць шум ад крыніцы харчавання. Уплыў схемы, наадварот, таксама павінен мінімізаваць уплыў знешняга свету або ланцуга на блок харчавання, каб не пагаршаць шум блока харчавання.