Dadansoddiad a gwrthfesurau sŵn cyflenwad pŵer wrth ddylunio PCB

Sŵn wedi’i ddosbarthu a achosir gan rwystriant cynhenid ​​y cyflenwad pŵer. Mewn cylchedau amledd uchel, mae sŵn cyflenwad pŵer yn cael mwy o effaith ar signalau amledd uchel. Felly, mae angen cyflenwad pŵer sŵn isel yn gyntaf. Mae tir glân yr un mor bwysig â chyflenwad pŵer glân; ymyrraeth maes modd cyffredin. Yn cyfeirio at y sŵn rhwng y cyflenwad pŵer a’r ddaear. Dyma’r ymyrraeth a achosir gan y foltedd modd cyffredin a achosir gan y ddolen a ffurfir gan y gylched ymyrraeth ac arwyneb cyfeirio cyffredin cyflenwad pŵer penodol. Mae ei werth yn dibynnu ar y maes trydan cymharol a’r maes magnetig. Mae’r cryfder yn dibynnu ar y cryfder.

In PCB amledd uchel, math pwysicach o ymyrraeth yw sŵn cyflenwad pŵer. Trwy ddadansoddiad systematig o nodweddion ac achosion sŵn pŵer ar fyrddau PCB amledd uchel, ynghyd â chymwysiadau peirianneg, cynigir rhai atebion effeithiol a syml iawn.

ipcb

Dadansoddiad o sŵn cyflenwad pŵer

Mae sŵn cyflenwad pŵer yn cyfeirio at y sŵn a gynhyrchir gan y cyflenwad pŵer ei hun neu a achosir gan aflonyddwch. Amlygir yr ymyrraeth yn yr agweddau canlynol:

1) Swn wedi’i ddosbarthu a achosir gan rwystriant cynhenid ​​y cyflenwad pŵer ei hun. Mewn cylchedau amledd uchel, mae sŵn cyflenwad pŵer yn cael mwy o effaith ar signalau amledd uchel. Felly, mae angen cyflenwad pŵer sŵn isel yn gyntaf. Mae tir glân yr un mor bwysig â ffynhonnell pŵer glân.

Yn ddelfrydol, nid oes unrhyw rwystr i’r cyflenwad pŵer, felly nid oes sŵn. Fodd bynnag, mae gan y cyflenwad pŵer gwirioneddol rwystriant penodol, a dosbarthir y rhwystriant ar y cyflenwad pŵer cyfan. Felly, bydd sŵn hefyd yn cael ei arosod ar y cyflenwad pŵer. Felly, dylid lleihau rhwystriant y cyflenwad pŵer gymaint â phosibl, a’r peth gorau yw cael haen bŵer bwrpasol a haen ddaear. Mewn dyluniad cylched amledd uchel, yn gyffredinol mae’n well dylunio’r cyflenwad pŵer ar ffurf haen nag ar ffurf bws, fel y gall y ddolen ddilyn y llwybr gyda’r rhwystriant lleiaf bob amser. Yn ogystal, rhaid i’r bwrdd pŵer hefyd ddarparu dolen signal ar gyfer yr holl signalau a gynhyrchir ac a dderbynnir ar y PCB, fel y gellir lleihau’r ddolen signal, a thrwy hynny leihau sŵn.

2) Cyplu llinell bŵer. Mae’n cyfeirio at y ffenomen, ar ôl i’r llinyn pŵer AC neu DC gael ymyrraeth electromagnetig, bod y llinyn pŵer yn trosglwyddo’r ymyrraeth i ddyfeisiau eraill. Dyma ymyrraeth anuniongyrchol sŵn cyflenwad pŵer i’r gylched amledd uchel. Dylid nodi nad yw sŵn y cyflenwad pŵer o reidrwydd yn cael ei gynhyrchu ynddo’i hun, ond gall hefyd fod y sŵn a achosir gan ymyrraeth allanol, ac yna arosod y sŵn hwn â’r sŵn a gynhyrchir ganddo’i hun (ymbelydredd neu ddargludiad) i ymyrryd â chylchedau eraill. neu ddyfeisiau.

3) Ymyrraeth maes modd cyffredin. Yn cyfeirio at y sŵn rhwng y cyflenwad pŵer a’r ddaear. Dyma’r ymyrraeth a achosir gan y foltedd modd cyffredin a achosir gan y ddolen a ffurfir gan y gylched ymyrraeth ac arwyneb cyfeirio cyffredin cyflenwad pŵer penodol. Mae ei werth yn dibynnu ar y maes trydan cymharol a’r maes magnetig. Mae’r cryfder yn dibynnu ar y cryfder.

Ar y sianel hon, bydd gostyngiad mewn Ic yn achosi foltedd modd cyffredin yn dolen gyfredol y gyfres, a fydd yn effeithio ar y rhan sy’n ei derbyn. Os yw’r maes magnetig yn drech, gwerth y foltedd modd cyffredin a gynhyrchir yn dolen ddaear y gyfres yw:

Vcm = – (△ B / △ t) × S (1) ΔB yn y fformiwla (1) yw’r newid mewn dwyster ymsefydlu magnetig, Wb / m2; S yw’r ardal, m2.

Os yw’n faes electromagnetig, pan fydd ei werth maes trydan yn hysbys, ei foltedd ysgogedig yw:

Vcm = (L × h × F × E / 48) (2)

Mae hafaliad (2) yn gyffredinol yn berthnasol i L = 150 / F neu lai, lle mai F yw amledd tonnau electromagnetig yn MHz.

Os eir y tu hwnt i’r terfyn hwn, gellir symleiddio’r broses o gyfrifo’r foltedd ysgogedig uchaf i:

Vcm = 2 × h × E (3) 3) Ymyrraeth maes modd gwahaniaethol. Yn cyfeirio at yr ymyrraeth rhwng y cyflenwad pŵer a’r llinellau pŵer mewnbwn ac allbwn. Yn nyluniad gwirioneddol PCB, canfu’r awdur fod ei gyfran yn sŵn y cyflenwad pŵer yn fach iawn, felly nid oes angen ei drafod yma.

4) Ymyrraeth rhyng-linell. Yn cyfeirio at ymyrraeth rhwng llinellau pŵer. Pan fydd cynhwysedd cydfuddiannol C ac anwythiad cydfuddiannol M1-2 rhwng dau gylched gyfochrog wahanol, os oes foltedd VC ac IC cyfredol yn y gylched ffynhonnell ymyrraeth, bydd y gylched ymyrraeth yn ymddangos:

a. Mae’r foltedd ynghyd â’r rhwystriant capacitive yn

Vcm = Rv * C1-2 * △ Vc / △ t (4)

Yn fformiwla (4), Rv yw gwerth cyfochrog y gwrthiant bron i ben a gwrthiant pen pellaf y gylched ymyrraeth.

b. Gwrthiant cyfres trwy gyplu anwythol

V = M1-2 * △ Ic / △ t (5)

Os oes sŵn modd cyffredin yn y ffynhonnell ymyrraeth, mae’r ymyrraeth llinell i linell yn gyffredinol ar ffurf modd cyffredin a modd gwahaniaethol.

Gwrthfesurau i ddileu ymyrraeth sŵn cyflenwad pŵer

O ystyried y gwahanol amlygiadau ac achosion o ymyrraeth sŵn cyflenwad pŵer a ddadansoddwyd uchod, gellir dinistrio’r amodau y maent yn digwydd oddi tanynt mewn modd wedi’i dargedu, a gellir atal ymyrraeth sŵn cyflenwad pŵer yn effeithiol. Yr atebion yw:

1) Rhowch sylw i’r tyllau trwodd ar y bwrdd. Mae’r twll trwodd yn gofyn am ysgythriad ar yr haen bŵer i adael lle i’r twll trwyddo basio trwyddo. Os yw agoriad yr haen bŵer yn rhy fawr, mae’n anochel y bydd yn effeithio ar y ddolen signal, bydd y signal yn cael ei orfodi i osgoi, bydd yr ardal ddolen yn cynyddu, a bydd y sŵn yn cynyddu. Ar yr un pryd, os yw rhai llinellau signal wedi’u crynhoi ger yr agoriad ac yn rhannu’r ddolen hon, bydd y rhwystriant cyffredin yn achosi crosstalk.

2) Rhowch hidlydd sŵn cyflenwad pŵer. Gall atal y sŵn y tu mewn i’r cyflenwad pŵer yn effeithiol a gwella gwrth-ymyrraeth a diogelwch y system. Ac mae’n hidlydd amledd radio dwy ffordd, a all nid yn unig hidlo’r ymyrraeth sŵn a gyflwynir o’r llinell bŵer (i atal ymyrraeth gan offer arall), ond hefyd hidlo’r sŵn a gynhyrchir ganddo’i hun (er mwyn osgoi ymyrraeth ag offer arall. ), ac ymyrryd â modd cyffredin y modd cyfresol. Mae’r ddau yn cael effaith ataliol.

3) Newidydd ynysu pŵer. Ar wahân y ddolen bŵer neu ddolen ddaear modd cyffredin y cebl signal, gall ynysu’r cerrynt dolen modd cyffredin a gynhyrchir yn yr amledd uchel i bob pwrpas.

4) Rheoleiddiwr cyflenwad pŵer. Gall adennill cyflenwad pŵer glanach leihau lefel sŵn y cyflenwad pŵer yn fawr.

5) Gwifrau. Ni ddylid gosod llinellau mewnbwn ac allbwn y cyflenwad pŵer ar ymyl y bwrdd dielectrig, fel arall mae’n hawdd cynhyrchu ymbelydredd ac ymyrryd â chylchedau neu offer eraill.

6) Cyflenwadau pŵer analog a digidol ar wahân. Yn gyffredinol, mae dyfeisiau amledd uchel yn sensitif iawn i sŵn digidol, felly dylai’r ddau gael eu gwahanu a’u cysylltu gyda’i gilydd wrth fynedfa’r cyflenwad pŵer. Os oes angen i’r signal rychwantu rhannau analog a digidol, gellir gosod dolen wrth y rhychwant signal i leihau arwynebedd y ddolen.

7) Osgoi gorgyffwrdd cyflenwadau pŵer ar wahân rhwng gwahanol haenau. Stagger nhw gymaint â phosib, fel arall mae’n hawdd cyplysu’r sŵn cyflenwad pŵer trwy gynhwysedd parasitig.

8) Arwahanu cydrannau sensitif. Mae rhai cydrannau, fel dolenni wedi’u cloi fesul cam (PLL), yn sensitif iawn i sŵn cyflenwad pŵer. Cadwch nhw mor bell i ffwrdd o’r cyflenwad pŵer â phosib.

9) Mae angen digon o wifrau daear ar gyfer y gwifrau cysylltu. Mae angen i bob signal gael ei ddolen signal bwrpasol ei hun, ac mae ardal dolen y signal a’r ddolen mor fach â phosib, hynny yw, rhaid i’r signal a’r ddolen fod yn gyfochrog.

10) Rhowch y llinyn pŵer. Er mwyn lleihau’r ddolen signal, gellir lleihau’r sŵn trwy roi’r llinell bŵer ar ymyl y llinell signal.

11) Er mwyn atal sŵn y cyflenwad pŵer rhag ymyrryd â’r bwrdd cylched a’r sŵn cronedig a achosir gan ymyrraeth allanol â’r cyflenwad pŵer, gellir cysylltu cynhwysydd ffordd osgoi â’r ddaear yn y llwybr ymyrraeth (ac eithrio ymbelydredd), fel bod gellir osgoi’r sŵn i’r ddaear er mwyn osgoi ymyrryd ag offer a dyfeisiau eraill.

i gloi

Mae sŵn cyflenwad pŵer yn cael ei gynhyrchu’n uniongyrchol neu’n anuniongyrchol o’r cyflenwad pŵer ac yn ymyrryd â’r gylched. Wrth atal ei effaith ar y gylched, dylid dilyn egwyddor gyffredinol. Ar y naill law, dylid atal sŵn y cyflenwad pŵer gymaint â phosibl. Dylai dylanwad y gylched, ar y llaw arall, hefyd leihau dylanwad y byd y tu allan neu’r gylched ar y cyflenwad pŵer, er mwyn peidio â gwaethygu sŵn y cyflenwad pŵer.