In PCB à alta frequenza bordu, un tipu più impurtante di interferenza hè u rumore di alimentazione. Analizendu sistematicamente e caratteristiche è e cause di u rumore di l’energia nantu à i schede PCB d’alta freccia, l’autore presenta alcune soluzioni assai efficaci è simplici in cumminazione cù applicazioni di ingegneria.

Analisi di u rumore di l’alimentazione

U rumore di l’alimentazione si riferisce à u rumore generatu da l’alimentazione stessa o indotta da disturbu. L’interferenza si manifesta in i seguenti aspetti:

1) Rumore distribuitu causatu da l’impedenza inherente di l’alimentazione stessa. In i circuiti d’alta frequenza, u rumore di l’alimentazione hà un impattu più grande nantu à i segnali d’alta frequenza. Dunque, prima hè necessariu un suministru di energia à pocu rumore. Una terra pulita hè impurtante quant’è una fonte di energia pulita. A caratteristica di putenza hè mostrata cum’è in Fig.

Forma d’onda di putenza

Comu pò esse vistu da a Figura 1, l’alimentazione in cundizioni ideali ùn hà micca impedenza, cusì ùn ci hè micca rumore. In ogni casu, l’alimentu attuale hà una certa impedenza, è l’impedenza hè distribuita nantu à tutta l’alimentazione, per quessa, u rumore serà ancu sovrapposto à l’alimentazione. Dunque, l’impedenza di l’alimentazione deve esse ridutta quant’è pussibule, è hè megliu avè una capa di putenza dedicata è una capa di terra. In u disignu di u circuitu d’alta freccia, hè generalmente megliu di disignà l’alimentazione in forma di una capa chì in a forma di un autobus, perchè u ciclu pò sempre seguità a strada cù a minima impedenza. Inoltre, a scheda di putenza deve ancu furnisce un loop di signale per tutti i segnali generati è ricevuti in u PCB, in modu chì u circuitu di signale pò esse minimizatu, riducendu cusì u rumore.

2) Interferenza di campu di modu cumuni. Si riferisce à u rumore trà l’alimentazione è a terra. Hè l’interferenza causata da a tensione di modu cumunu causata da u ciclu furmatu da u circuitu interferitu è ​​​​a superficia di riferimentu cumuni di una certa alimentazione. U so valore dipende da u campu elettricu è u campu magneticu relative. A forza dipende da a forza. Comu mostra in a Figura 2.

Interferenza in modu cumuni

Nantu à stu canale, una goccia in Ic pruvucarà una tensione di modu cumunu in u ciclu di corrente di serie, chì affettarà a parte ricevente. Se u campu magneticu hè dominante, u valore di a tensione di modu cumunu generata in u ciclu di terra in serie hè:

Tensione di modalità cumuna

In a formula (1), ΔB hè u cambiamentu in a densità di flussu magneticu, Wb / m2; S hè l’area, m2.

S’ellu hè un campu elettromagneticu, quandu u so valore di u campu elettricu hè cunnisciutu, a so tensione indotta hè

Tensione induttiva

L’equazione (2) s’applica generalmente à L=150/F o menu, induve F hè a frequenza di l’onda elettromagnetica in MHz.

L’esperienza di l’autore hè: Se stu limitu hè superatu, u calculu di a tensione massima indotta pò esse simplificatu à:

Tensione massima indotta

3) Interferenza di campu di modu differenziale. Si riferisce à l’interferenza trà l’alimentazione è e linee di alimentazione di input è output. In u disignu propiu di PCB, l’autore hà truvatu chì a so proporzione in u rumore di l’alimentazione hè assai chjuca, per quessa, ùn hè micca necessariu di discutiri quì.

4) Interferenza inter-linea. Si riferisce à l’interferenza trà e linee elettriche. Quandu ci sò capacità mutuale C è induttanza mutuale M1-2 trà dui circuiti paralleli diffirenti, se ci sò tensione VC è currente IC in u circuitu di fonte d’interferenza, u circuitu interferitu apparirà:

A. U voltage accoppiatu attraversu impedenza capacitiva hè

Tensione accoppiata per impedenza capacitiva

In a formula (4), RV hè u valore parallelu di a resistenza vicinu è a resistenza di l’estremità di u circuitu interferitu.

B. Resistenza di serie à traversu coupling inductive

Resistenza in serie per l’accoppiamentu induttivu

Se ci hè un rumore di modu cumunu in a fonte di interferenza, l’interferenza linea à linea generalmente assume a forma di modu cumuni è modu differenziale.

5) Accoppiamentu di a linea elettrica. Si riferisce à u fenomenu chì dopu chì u cordone di alimentazione AC o DC hè sottumessu à interferenza elettromagnetica, u cordone di alimentazione trasmette l’interferenza à altri dispositi. Questa hè l’interferenza indiretta di u rumore di l’alimentazione à u circuitu d’alta frequenza. Si deve esse nutatu chì u rumore di l’alimentazione ùn hè micca necessariamente generatu da ellu stessu, ma pò ancu esse u rumore indottu da l’interferenza esterna, è dopu superpose stu rumore cù u rumore generatu da ellu stessu (radiazione o cunduzzione) per interferiscenu cù altri circuiti. o dispusitivi.

Contramisure per eliminà l’interferenza di u rumore di l’alimentazione

In vista di e diverse manifestazioni è e cause di l’interferenza di u rumore di l’alimentazione di l’alimentazione analizate sopra, e cundizioni in quale si trova pò esse distrutte in modu miratu, è l’interferenza di u rumore di l’alimentazione pò esse efficacemente suppressa. I suluzioni sò i seguenti: 1) Prestate attenzione à i fori passanti nantu à u bordu. U foru passante richiede una apertura nantu à a capa di putenza per esse incisa per lascià spaziu per u foru attraversu. Se l’apertura di a capa di putenza hè troppu grande, inevitabbilmente affettarà u loop di signale, u signale serà furzatu à bypass, l’area di loop cresce, è u rumore cresce. À u listessu tempu, se alcune linee di signale sò cuncentrate vicinu à l’apertura è sparte stu ciclu, l’impedenza cumuna pruvucarà crosstalk. Vede a figura 3.

Bypassa u percorsu cumunu di u circuitu di signale

2) Per i fili di cunnessione sò richiesti abbastanza fili di terra. Ogni signale deve avè u so propiu circuitu di signale dedicatu, è l’area di u ciclu di u signale è u ciclu hè u più chjucu pussibule, vale à dì chì u segnu è u ciclu deve esse paralleli.

3) Pone un filtru di rumore di l’alimentazione. Puderà efficacemente supprime u rumore in l’alimentazione elettrica è migliurà l’anti-interferenza è a sicurità di u sistema. È hè un filtru di freccia radio bidirezionale, chì ùn pò micca solu filtrà l’interferenza di u rumore introduttu da a linea elettrica (per prevene l’interferenza da l’altri equipaghji), ma ancu filtrà u rumore generatu da ellu stessu (per evità interferenza cù altri equipaghji). ), è interferiscenu cù u modu cumuni di u modu seriale. Tutti dui hannu un effettu inhibitory.

4) Trasformatore di isolamentu di putenza. Separate u ciclu di putenza o u ciclu di terra in modu cumunu di u cable di signale, pò isolà in modu efficace u currente di ciclu di modu cumunu generatu in alta frequenza.

5) Regulatore di alimentazione. A ricuperazione di un alimentazione più pulita pò riduce assai u livellu di rumore di l’alimentazione.

6) cablaggio. E linee di input è output di l’alimentazione ùn deve esse disposta nantu à a riva di u bordu dielettricu, altrimenti hè faciule per generà radiazione è interferiscenu cù altri circuiti o equipaghji.

7) L’alimentazione analogica è digitale deve esse separata. I dispusitivi d’alta freccia sò generalmente assai sensibili à u rumore digitale, cusì i dui deve esse separati è cunnessi inseme à l’entrata di l’alimentazione. Se u signale hà bisognu à spannà e parte analogica è digitale, un loop pò esse piazzatu à u signal span per riduce l’area di loop. Comu mostra in a Figura 4.

Pone un ciclu à l’attraversu di signale per riduce l’area di u ciclu

8) Evitate a sovrapposizione di alimentazioni separati trà e diverse strati. Staggerli quant’è pussibule, altrimenti u rumore di l’alimentazione hè facilmente accoppiatu da a capacità parassita.

9) Isolate i cumpunenti sensitivi. Certi cumpunenti, cum’è i loops in fase-locked (PLL), sò assai sensibili à u rumore di l’alimentazione. Mantene u più luntanu da l’alimentazione di energia.

10) Pone u cordone di alimentazione. Per riduce u loop di signale, u rumore pò esse ridutta mettendu a linea di alimentazione nantu à a riva di a linea di signale, cum’è mostra in Figura 5.

Pone u cordone di alimentazione vicinu à a linea di signale

11) Per impediscenu chì u rumore di l’alimentazione ùn interferisca cù u circuitu è ​​u rumore accumulatu causatu da interferenza esterna à l’alimentazione, un condensatore di bypass pò esse cunnessu à a terra in u percorsu d’interferenza (eccettu per a radiazione), per quessa u rumore pò esse bypassed à a terra per evitari Interferisce cù altri equipaghji è dispusitivi.

U rumore di l’alimentazione hè direttamente o indirettu generatu da l’alimentazione è interferisce cù u circuitu. Quandu si supprime u so impattu nantu à u circuitu, un principiu generale deve esse seguitu. Da una banda, u rumore di l’alimentazione deve esse impeditu quant’è pussibule. L’influenza di u circuitu, invece, deve ancu minimizzà l’influenza di u mondu esternu o di u circuitu nantu à l’alimentazione, per ùn aggravà u rumore di l’alimentazione.