Verteiltes Rauschen, verursacht durch die Eigenimpedanz des Netzteils. In Hochfrequenzschaltungen hat das Rauschen der Stromversorgung einen größeren Einfluss auf Hochfrequenzsignale. Daher ist zunächst eine rauscharme Stromversorgung erforderlich. Ein sauberer Boden ist genauso wichtig wie eine saubere Stromversorgung; Gleichtaktfeldstörungen. Bezieht sich auf das Rauschen zwischen der Stromversorgung und der Erde. Es ist die Störung, die durch die Gleichtaktspannung verursacht wird, die durch die Schleife verursacht wird, die von der gestörten Schaltung und der gemeinsamen Bezugsfläche einer bestimmten Stromversorgung gebildet wird. Sein Wert hängt vom relativen elektrischen Feld und magnetischen Feld ab. Die Stärke hängt von der Stärke ab.

In Hochfrequenz-Leiterplatte, eine wichtigere Art von Störung ist das Rauschen der Stromversorgung. Durch systematische Analyse der Eigenschaften und Ursachen von Leistungsrauschen auf Hochfrequenz-Leiterplatten, kombiniert mit technischen Anwendungen, werden einige sehr effektive und einfache Lösungen vorgeschlagen.

Analyse des Netzteilrauschens

Netzteilrauschen bezieht sich auf das Rauschen, das durch das Netzteil selbst erzeugt oder durch Störungen induziert wird. Die Störung äußert sich in folgenden Aspekten:

1) Distributed noise caused by the inherent impedance of the power supply itself. In high-frequency circuits, power supply noise has a greater impact on high-frequency signals. Therefore, a low-noise power supply is first required. A clean ground is as important as a clean power source.

Ideally, the power supply has no impedance, so there is no noise. However, the actual power supply has a certain impedance, and the impedance is distributed on the entire power supply. Therefore, noise will also be superimposed on the power supply. Therefore, the impedance of the power supply should be reduced as much as possible, and it is best to have a dedicated power layer and ground layer. In high-frequency circuit design, it is generally better to design the power supply in the form of a layer than in the form of a bus, so that the loop can always follow the path with the least impedance. In addition, the power board must also provide a signal loop for all generated and received signals on the PCB, so that the signal loop can be minimized, thereby reducing noise.

2) Stromleitungskupplung. Es bezieht sich auf das Phänomen, dass das Netzkabel, nachdem das AC- oder DC-Netzkabel elektromagnetischen Störungen ausgesetzt wurde, die Störungen auf andere Geräte überträgt. Dies ist die indirekte Störung des Netzteilrauschens in der Hochfrequenzschaltung. Es ist zu beachten, dass das Rauschen des Netzteils nicht notwendigerweise von ihm selbst erzeugt wird, sondern auch das durch externe Störungen induzierte Rauschen sein kann und dieses Rauschen dann mit dem von ihm selbst erzeugten Rauschen (Strahlung oder Leitung) überlagert wird, um andere Schaltungen zu stören oder Geräte.

3) Gleichtaktfeldstörung. Bezieht sich auf das Rauschen zwischen der Stromversorgung und der Erde. Es ist die Störung, die durch die Gleichtaktspannung verursacht wird, die durch die Schleife verursacht wird, die von der gestörten Schaltung und der gemeinsamen Bezugsfläche einer bestimmten Stromversorgung gebildet wird. Sein Wert hängt vom relativen elektrischen Feld und magnetischen Feld ab. Die Stärke hängt von der Stärke ab.

Auf diesem Kanal führt ein Abfall von Ic zu einer Gleichtaktspannung in der Reihenstromschleife, die sich auf den Empfangsteil auswirkt. Wenn das Magnetfeld dominant ist, beträgt der Wert der in der Reihenerdschleife erzeugten Gleichtaktspannung:

Vcm = — (△B/△t) × S (1) ΔB in the formula (1) is the change in magnetic induction intensity, Wb/m2; S is the area, m2.

Wenn es sich um ein elektromagnetisches Feld handelt, beträgt seine induzierte Spannung bei bekanntem Wert des elektrischen Felds:

Vcm = (L×h×F×E/48) (2)

Gleichung (2) gilt im Allgemeinen für L=150/F oder weniger, wobei F die Frequenz elektromagnetischer Wellen in MHz ist.

Bei Überschreitung dieser Grenze kann die Berechnung der maximalen induzierten Spannung vereinfacht werden zu:

Vcm = 2×h×E (3) 3) Feldinterferenz im Gegentaktmodus. Bezieht sich auf die Interferenz zwischen der Stromversorgung und den Eingangs- und Ausgangsstromleitungen. Beim tatsächlichen PCB-Design stellte der Autor fest, dass sein Anteil am Netzteilrauschen sehr gering ist, so dass es hier nicht notwendig ist, darauf einzugehen.

4) Inter-Line-Interferenz. Bezieht sich auf Interferenzen zwischen Stromleitungen. Wenn die Gegenkapazität C und die Gegeninduktivität M1-2 zwischen zwei verschiedenen Parallelkreisen vorhanden sind, wenn im Störquellenkreis die Spannung VC und der Strom IC vorhanden sind, tritt der gestörte Kreis auf:

a. The voltage coupled through the capacitive impedance is

Vcm = Rv*C1-2*△Vc/△t (4)

In Formel (4) ist Rv der Parallelwert des Widerstands des nahen Endes und des Widerstands des fernen Endes der gestörten Schaltung.

B. Serienwiderstand durch induktive Kopplung

V = M1-2*△Ic/△t (5)

Wenn in der Störquelle Gleichtaktrauschen vorhanden ist, nimmt die Leitung-zu-Leitung-Störung im Allgemeinen die Form von Gleichtakt und Gegentakt an.

Gegenmaßnahmen zur Beseitigung von Störungen durch Netzteilrauschen

Aufgrund der oben analysierten unterschiedlichen Erscheinungsformen und Ursachen von Netzstörungsstörungen können die Bedingungen, unter denen sie auftreten, gezielt zerstört und die Netzstörung wirksam unterdrückt werden. Die Lösungen sind:

1) Pay attention to the through holes on the board. The through hole requires an opening on the power layer to be etched to leave space for the through hole to pass through. If the opening of the power layer is too large, it will inevitably affect the signal loop, the signal will be forced to bypass, the loop area will increase, and the noise will increase. At the same time, if some signal lines are concentrated near the opening and share this loop, the common impedance will cause crosstalk.

2) Platzieren Sie einen Netzteil-Entstörfilter. Es kann das Rauschen im Netzteil effektiv unterdrücken und die Entstörung und Sicherheit des Systems verbessern. Und es ist ein Zwei-Wege-Radiofrequenzfilter, der nicht nur die von der Stromleitung eingeführten Rauschstörungen herausfiltern kann (um Störungen durch andere Geräte zu vermeiden), sondern auch das selbst erzeugte Rauschen herausfiltert (um Störungen mit anderen Geräten zu vermeiden). ) und stören den Gleichtaktmodus im seriellen Modus. Beide haben eine hemmende Wirkung.

3) Netztrenntransformator. Trennen Sie die Leistungsschleife oder die Gleichtakt-Erdungsschleife des Signalkabels, um den in der Hochfrequenz erzeugten Gleichtaktschleifenstrom effektiv zu isolieren.

4) Stromversorgungsregler. Die Wiederherstellung eines saubereren Netzteils kann den Geräuschpegel des Netzteils erheblich reduzieren.

5) Verkabelung. Die Ein- und Ausgangsleitungen des Netzteils sollten nicht am Rand der dielektrischen Platine verlegt werden, da sonst leicht Strahlung erzeugt und andere Schaltungen oder Geräte gestört werden können.

6) Separate analog and digital power supplies. High-frequency devices are generally very sensitive to digital noise, so the two should be separated and connected together at the entrance of the power supply. If the signal needs to span both analog and digital parts, a loop can be placed at the signal span to reduce the loop area.

7) Vermeiden Sie Überlappungen von separaten Netzteilen zwischen verschiedenen Schichten. Versetzen Sie sie so weit wie möglich, da sonst das Netzteilrauschen leicht durch parasitäre Kapazitäten eingekoppelt wird.

8) Isolieren Sie empfindliche Komponenten. Einige Komponenten, wie beispielsweise Phasenregelkreise (PLL), sind sehr empfindlich gegenüber Netzteilrauschen. Halten Sie sie so weit wie möglich von der Stromversorgung entfernt.

9) Für die Anschlussdrähte sind ausreichende Erdungsdrähte erforderlich. Jedes Signal muss eine eigene dedizierte Signalschleife haben, und die Schleifenfläche von Signal und Schleife ist so klein wie möglich, d.h. Signal und Schleife müssen parallel sein.

10) Place the power cord. In order to reduce the signal loop, the noise can be reduced by placing the power line on the edge of the signal line.

11) Um zu verhindern, dass das Netzteilrauschen die Platine stört und das Rauschen durch externe Störungen des Netzteils akkumuliert wird, kann im Störpfad (außer Strahlung) ein Bypass-Kondensator geerdet werden, so dass Das Rauschen kann auf den Boden umgeleitet werden, um eine Störung anderer Geräte und Geräte zu vermeiden.

abschließend

Netzteilrauschen wird direkt oder indirekt vom Netzteil erzeugt und stört die Schaltung. Bei der Unterdrückung seiner Auswirkungen auf die Schaltung sollte ein allgemeines Prinzip befolgt werden. Einerseits soll das Netzteilrauschen so weit wie möglich verhindert werden. Der Einfluss der Schaltung soll andererseits auch den Einfluss der Außenwelt bzw. der Schaltung auf die Stromversorgung minimieren, um das Rauschen der Stromversorgung nicht zu verschlechtern.