In მაღალი სიხშირის PCB დაფა, ჩარევის უფრო მნიშვნელოვანი ტიპია ელექტრომომარაგების ხმაური. მაღალი სიხშირის PCB დაფებზე დენის ხმაურის მახასიათებლებისა და მიზეზების სისტემატური ანალიზით, ავტორი აყენებს რამდენიმე ძალიან ეფექტურ და მარტივ გადაწყვეტილებებს საინჟინრო აპლიკაციებთან ერთად.

ელექტრომომარაგების ხმაურის ანალიზი

ელექტრომომარაგების ხმაური ეხება თავად ელექტრომომარაგების მიერ წარმოქმნილ ხმაურს ან გამოწვეულს დარღვევით. ჩარევა ვლინდება შემდეგ ასპექტებში:

1) განაწილებული ხმაური, რომელიც გამოწვეულია თავად ელექტრომომარაგების თანდაყოლილი წინაღობით. მაღალი სიხშირის სქემებში ელექტრომომარაგების ხმაური უფრო დიდ გავლენას ახდენს მაღალი სიხშირის სიგნალებზე. ამიტომ, პირველ რიგში საჭიროა დაბალი ხმაურის ელექტრომომარაგება. სუფთა მიწა ისეთივე მნიშვნელოვანია, როგორც სუფთა ენერგიის წყარო. სიმძლავრის მახასიათებელი ნაჩვენებია როგორც ნახ. 1-ში.

დენის ტალღის ფორმა

როგორც სურათი 1-დან ჩანს, იდეალურ პირობებში ელექტრომომარაგებას არ აქვს წინაღობა, ამიტომ არ არის ხმაური. თუმცა, ფაქტობრივ ელექტრომომარაგებას აქვს გარკვეული წინაღობა და წინაღობა ნაწილდება მთელ ელექტრომომარაგებაზე, შესაბამისად, ხმაური ასევე იქნება ზედმეტად გადატანილი ელექტრომომარაგებაზე. ამიტომ ელექტრომომარაგების წინაღობა მაქსიმალურად უნდა შემცირდეს და უმჯობესია გქონდეთ გამოყოფილი დენის ფენა და გრუნტის ფენა. მაღალი სიხშირის მიკროსქემის დიზაინში, ზოგადად, უკეთესია ელექტრომომარაგების დიზაინი ფენის სახით, ვიდრე ავტობუსის სახით, ისე, რომ მარყუჟი ყოველთვის მიჰყვება გზას მინიმალური წინაღობით. გარდა ამისა, კვების ბლოკმა ასევე უნდა უზრუნველყოს სიგნალის მარყუჟი PCB-ზე ყველა გენერირებული და მიღებული სიგნალისთვის, რათა სიგნალის მარყუჟი მინიმუმამდე შემცირდეს და ამით შემცირდეს ხმაური.

2) საერთო რეჟიმის ველის ჩარევა. ეხება ხმაურს ელექტრომომარაგებასა და მიწას შორის. ეს არის ჩარევა, რომელიც გამოწვეულია საერთო რეჟიმის ძაბვით, რომელიც გამოწვეულია ჩარევის მიკროსქემის მიერ წარმოქმნილი მარყუჟით და გარკვეული ელექტრომომარაგების საერთო საცნობარო ზედაპირით. მისი ღირებულება დამოკიდებულია ფარდობით ელექტრულ ველზე და მაგნიტურ ველზე. სიძლიერე დამოკიდებულია ძალაზე. როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2.

საერთო რეჟიმის ჩარევა

ამ არხზე Ic-ის ვარდნა გამოიწვევს საერთო რეჟიმის ძაბვას სერიის დენის მარყუჟში, რაც გავლენას მოახდენს მიმღებ ნაწილზე. თუ მაგნიტური ველი დომინანტურია, საერთო რეჟიმის ძაბვის მნიშვნელობა, რომელიც წარმოიქმნება სერიის გრუნტის მარყუჟში არის:

საერთო რეჟიმის ძაბვა

ფორმულაში (1) ΔB არის მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივის ცვლილება, Wb/m2; S არის ფართობი, m2.

თუ ეს ელექტრომაგნიტური ველია, როდესაც ცნობილია მისი ელექტრული ველის მნიშვნელობა, მისი ინდუცირებული ძაბვა არის

ინდუქციური ძაბვა

განტოლება (2) ზოგადად გამოიყენება L=150/F ან ნაკლებზე, სადაც F არის ელექტრომაგნიტური ტალღების სიხშირე MHz-ში.

ავტორის გამოცდილება ასეთია: თუ ეს ზღვარი გადააჭარბებს, მაქსიმალური ინდუცირებული ძაბვის გაანგარიშება შეიძლება გამარტივდეს:

მაქსიმალური ინდუცირებული ძაბვა

3) დიფერენციალური რეჟიმის ველის ჩარევა. ეხება ჩარევას ელექტრომომარაგებასა და შემავალ და გამომავალ ელექტროგადამცემ ხაზებს შორის. PCB-ის რეალურ დიზაინში ავტორმა აღმოაჩინა, რომ მისი პროპორცია ელექტრომომარაგების ხმაურში ძალიან მცირეა, ამიტომ აქ მისი განხილვა საჭირო არ არის.

4) ხაზთაშორისი ჩარევა. ეხება ელექტროგადამცემ ხაზებს შორის ჩარევას. როდესაც არის ორმხრივი ტევადობა C და ურთიერთინდუქციური M1-2 ორ სხვადასხვა პარალელურ წრეს შორის, თუ ჩარევის წყაროს წრეში არის ძაბვის VC და დენის IC, ჩარევის წრე გამოჩნდება:

ა. ძაბვა დაწყვილებული ტევადობის წინაღობის მეშვეობით არის

ძაბვა დაწყვილებულია ტევადობის წინაღობის მეშვეობით

ფორმულაში (4) RV არის ახლო ბოლო წინაღობის პარალელური მნიშვნელობა და ჩარევის მიკროსქემის შორეული წინაღობის.

B. სერიის წინააღმდეგობა ინდუქციური შეერთების გზით

სერიის წინააღმდეგობა ინდუქციური შეერთების გზით

თუ ჩარევის წყაროში არის საერთო რეჟიმის ხმაური, ხაზიდან ხაზში ჩარევა ჩვეულებრივ იღებს საერთო რეჟიმის და დიფერენციალური რეჟიმის ფორმას.

5) ელექტროგადამცემი ხაზის შეერთება. ეს ეხება ფენომენს, რომ მას შემდეგ, რაც AC ან DC დენის კაბელი ექვემდებარება ელექტრომაგნიტურ ჩარევას, დენის კაბელი გადასცემს ჩარევას სხვა მოწყობილობებზე. ეს არის ელექტრომომარაგების ხმაურის არაპირდაპირი ჩარევა მაღალი სიხშირის წრეში. უნდა აღინიშნოს, რომ ელექტრომომარაგების ხმაური სულაც არ წარმოიქმნება თავისთავად, არამედ შეიძლება იყოს გარე ჩარევით გამოწვეული ხმაური და შემდეგ ამ ხმაურს გადააჭარბოს თავის მიერ წარმოქმნილ ხმაურს (გამოსხივება ან გამტარობა), რათა ხელი შეუშალოს სხვა სქემებს. ან მოწყობილობები.

კონტრზომები ელექტრომომარაგების ხმაურის ჩარევის აღმოსაფხვრელად

ზემოთ გაანალიზებული ელექტრომომარაგების ხმაურის ჩარევის სხვადასხვა გამოვლინებისა და მიზეზების გათვალისწინებით, პირობები, რომლებშიც ის წარმოიქმნება, შეიძლება განადგურდეს მიზანმიმართულად და შეიძლება ეფექტურად აღიკვეთოს ელექტრომომარაგების ხმაურის ჩარევა. გადაწყვეტილებები შემდეგია: 1) ყურადღება მიაქციეთ დაფაზე არსებულ ნახვრეტებს. გამჭვირვალე ხვრელი მოითხოვს დენის ფენაზე ღიობის ამოკვეთას, რათა დარჩეს სივრცე გამტარი ხვრელის გასავლელად. თუ დენის ფენის გახსნა ძალიან დიდია, ეს აუცილებლად იმოქმედებს სიგნალის მარყუჟზე, სიგნალი იძულებული იქნება გვერდის ავლით, მარყუჟის ფართობი გაიზრდება და ხმაური გაიზრდება. ამავდროულად, თუ ზოგიერთი სიგნალის ხაზი კონცენტრირებულია გახსნის მახლობლად და იზიარებს ამ მარყუჟს, საერთო წინაღობა გამოიწვევს შეჯვარებას. იხილეთ სურათი 3.

გვერდის ავლით სიგნალის წრედის საერთო გზა

2) შეერთების სადენებისთვის საჭიროა საკმარისი დამიწების მავთული. თითოეულ სიგნალს უნდა ჰქონდეს საკუთარი გამოყოფილი სიგნალის მარყუჟი, ხოლო სიგნალისა და მარყუჟის არეალი რაც შეიძლება მცირეა, ანუ სიგნალი და მარყუჟი უნდა იყოს პარალელური.

3) მოათავსეთ ელექტრომომარაგების ხმაურის ფილტრი. მას შეუძლია ეფექტურად ჩაახშოს ხმაური ელექტრომომარაგების შიგნით და გააუმჯობესოს სისტემის ჩარევა და უსაფრთხოება. და ეს არის ორმხრივი რადიოსიხშირული ფილტრი, რომელსაც შეუძლია არა მხოლოდ გაფილტროს ელექტროგადამცემი ხაზიდან შემოტანილი ხმაურის ჩარევა (სხვა აღჭურვილობის ჩარევის თავიდან ასაცილებლად), არამედ თავისთავად წარმოქმნილი ხმაურის გაფილტვრა (სხვა მოწყობილობებთან ჩარევის თავიდან ასაცილებლად). ), და ჩაერიოს სერიული რეჟიმის საერთო რეჟიმში. ორივეს აქვს ინჰიბიტორული ეფექტი.

4) დენის საიზოლაციო ტრანსფორმატორი. გამოყავით სიგნალის კაბელის დენის მარყუჟი ან საერთო რეჟიმის დამიწების მარყუჟი, მას შეუძლია ეფექტურად გამოყოს საერთო რეჟიმის მარყუჟის დენი, რომელიც წარმოიქმნება მაღალ სიხშირეზე.

5) დენის მიწოდების რეგულატორი. სუფთა ელექტრომომარაგების აღდგენამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს ელექტრომომარაგების ხმაურის დონე.

6) გაყვანილობა. ელექტრომომარაგების შემავალი და გამომავალი ხაზები არ უნდა იყოს დაყენებული დიელექტრიკული დაფის კიდეზე, წინააღმდეგ შემთხვევაში ადვილია გამოსხივების წარმოქმნა და ჩარევა სხვა სქემებსა თუ აღჭურვილობაში.

7) ანალოგური და ციფრული ელექტრომომარაგება უნდა იყოს გამოყოფილი. მაღალი სიხშირის მოწყობილობები, როგორც წესი, ძალიან მგრძნობიარეა ციფრული ხმაურის მიმართ, ამიტომ ეს ორი უნდა იყოს გამოყოფილი და ერთმანეთთან დაკავშირებული ელექტრომომარაგების შესასვლელთან. თუ სიგნალს სჭირდება როგორც ანალოგური, ისე ციფრული ნაწილების დაფარვა, მარყუჟი შეიძლება განთავსდეს სიგნალის დიაპაზონში მარყუჟის არეალის შესამცირებლად. როგორც ნაჩვენებია სურათზე 4.

მოათავსეთ მარყუჟი სიგნალის გადაკვეთაზე, რათა შეამციროთ მარყუჟის ფართობი

8) მოერიდეთ სხვადასხვა ფენებს შორის ცალკეული კვების წყაროების გადახურვას. შეცვალეთ ისინი მაქსიმალურად, წინააღმდეგ შემთხვევაში ელექტრომომარაგების ხმაური ადვილად ერწყმის პარაზიტულ ტევადობას.

9) მგრძნობიარე კომპონენტების იზოლირება. ზოგიერთი კომპონენტი, როგორიცაა ფაზაში ჩაკეტილი მარყუჟები (PLL), ძალიან მგრძნობიარეა ელექტრომომარაგების ხმაურის მიმართ. შეინახეთ ისინი ელექტრომომარაგებიდან რაც შეიძლება შორს.

10) მოათავსეთ დენის კაბელი. სიგნალის მარყუჟის შესამცირებლად, ხმაური შეიძლება შემცირდეს ელექტროგადამცემი ხაზის სიგნალის ხაზის კიდეზე განთავსებით, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე 5.

განათავსეთ დენის კაბელი სიგნალის ხაზის გვერდით

11) ელექტრომომარაგების ხმაურის ჩარევის თავიდან ასაცილებლად მიკროსქემის დაფაზე და ელექტრომომარაგების გარე ჩარევით გამოწვეული დაგროვილი ხმაურის თავიდან აცილების მიზნით, შემოვლითი კონდენსატორი შეიძლება დაუკავშირდეს მიწას ჩარევის გზაზე (გარდა გამოსხივებისა), რათა ხმაურის გვერდის ავლა შესაძლებელია მიწამდე სხვა მოწყობილობებთან და მოწყობილობებთან ჩარევის თავიდან ასაცილებლად.

ელექტრომომარაგების ხმაური პირდაპირ ან ირიბად წარმოიქმნება ელექტრომომარაგებიდან და ერევა წრედში. წრეზე მისი ზემოქმედების ჩახშობისას უნდა დაიცვან ზოგადი პრინციპი. ერთის მხრივ, ელექტროენერგიის მიწოდების ხმაური მაქსიმალურად უნდა იქნას აცილებული. მიკროსქემის გავლენამ, მეორეს მხრივ, ასევე უნდა შეამციროს გარე სამყაროს ან მიკროსქემის გავლენა ელექტრომომარაგებაზე, რათა არ გაუარესდეს ელექტრომომარაგების ხმაური.