전원 공급 장치의 고유 임피던스로 인해 발생하는 분산 노이즈입니다. 고주파 회로에서 전원 공급 장치 노이즈는 고주파 신호에 더 큰 영향을 미칩니다. 따라서 저잡음 전원 공급 장치가 먼저 필요합니다. 깨끗한 접지는 깨끗한 전원 공급만큼 중요합니다. 공통 모드 필드 간섭. 전원 공급 장치와 접지 사이의 노이즈를 나타냅니다. 특정 전원 공급 장치의 공통 기준면과 간섭 회로에 의해 형성되는 루프에 의해 발생하는 공통 모드 전압에 의해 발생하는 간섭입니다. 그 값은 상대 전기장과 자기장에 따라 다릅니다. 강도는 강도에 따라 다릅니다.

In 고주파 PCB, 더 중요한 유형의 간섭은 전원 공급 장치 노이즈입니다. 고주파 PCB 기판의 전력 노이즈의 특성과 원인에 대한 체계적인 분석과 엔지니어링 응용을 결합하여 몇 가지 매우 효과적이고 간단한 솔루션을 제안합니다.

전원 노이즈 분석

전원 노이즈는 전원 자체에서 발생하거나 외란에 의해 유발되는 노이즈를 말합니다. 간섭은 다음과 같은 측면에서 나타납니다.

1) 전원 공급 장치 자체의 고유 임피던스에 의해 발생하는 분산 노이즈. 고주파 회로에서 전원 공급 장치 노이즈는 고주파 신호에 더 큰 영향을 미칩니다. 따라서 저잡음 전원 공급 장치가 먼저 필요합니다. 깨끗한 땅은 깨끗한 전원만큼 중요합니다.

이상적으로는 전원 공급 장치에 임피던스가 없으므로 노이즈가 없습니다. 그러나 실제 전원 공급 장치에는 일정한 임피던스가 있으며 임피던스는 전원 공급 장치 전체에 분포되어 있습니다. 따라서 전원 공급 장치에도 노이즈가 중첩됩니다. 따라서 전원의 임피던스는 최대한 줄여야 하며, 전용 전원층과 접지층이 있는 것이 가장 좋다. 고주파 회로 설계에서는 일반적으로 전원 공급 장치를 버스 형태보다 레이어 형태로 설계하여 루프가 항상 임피던스가 가장 적은 경로를 따라갈 수 있도록 하는 것이 좋습니다. 또한 전원 보드는 PCB에서 생성 및 수신된 모든 신호에 대한 신호 루프를 제공해야 신호 루프를 최소화하여 노이즈를 줄일 수 있습니다.

2) 전력선 연결. AC 또는 DC 전원 코드가 전자파 간섭을 받은 후 전원 코드가 간섭을 다른 장치로 전달하는 현상을 말합니다. 이것은 고주파 회로에 대한 전원 노이즈의 간접적인 간섭입니다. 전원의 노이즈는 반드시 자체적으로 발생하는 것은 아니며 외부 간섭에 의해 유발된 노이즈일 수도 있으며 이 노이즈를 자체적으로 발생하는 노이즈(방사 또는 전도)와 중첩하여 다른 회로를 간섭합니다. 또는 장치.

3) 공통 모드 필드 간섭. 전원 공급 장치와 접지 사이의 노이즈를 나타냅니다. 특정 전원 공급 장치의 공통 기준면과 간섭 회로에 의해 형성되는 루프에 의해 발생하는 공통 모드 전압에 의해 발생하는 간섭입니다. 그 값은 상대 전기장과 자기장에 따라 다릅니다. 강도는 강도에 따라 다릅니다.

이 채널에서 Ic의 강하는 직렬 전류 루프에서 공통 모드 전압을 발생시켜 수신부에 영향을 미칩니다. 자기장이 지배적인 경우 직렬 접지 루프에서 생성된 공통 모드 전압 값은 다음과 같습니다.

Vcm = — (△B/△t) × S (1) 식 (1)의 ΔB는 자기 유도 강도의 변화, Wb/m2입니다. S는 면적, m2입니다.

전자기장인 경우 전기장 값을 알면 유도 전압은 다음과 같습니다.

Vcm = (L×h×F×E/48) (2)

식 (2)는 일반적으로 L=150/F 이하에 적용되며, 여기서 F는 MHz 단위의 전자파 주파수입니다.

이 한계를 초과하면 최대 유도 전압 계산을 다음과 같이 단순화할 수 있습니다.

Vcm = 2×h×E (3) 3) 차동 모드 필드 간섭. 전원 공급 장치와 입력 및 출력 전원 라인 간의 간섭을 나타냅니다. 실제 PCB 설계에서 저자는 전원 공급 장치 노이즈에서 차지하는 비율이 매우 작기 때문에 여기에서 논의할 필요가 없음을 발견했습니다.

4) 라인간 간섭. 전력선 간의 간섭을 나타냅니다. 두 개의 다른 병렬 회로 사이에 상호 커패시턴스 C와 상호 인덕턴스 M1-2가 있을 때 간섭 소스 회로에 전압 VC와 전류 IC가 있으면 간섭 회로가 나타납니다.

NS. 용량성 임피던스를 통해 결합된 전압은

Vcm = Rv*C1-2*△Vc/△t (4)

식 (4)에서 Rv는 간섭 회로의 근단 저항과 원단 저항의 병렬 값입니다.

NS. 유도 결합을 통한 직렬 저항

V = M1-2*△Ic/△t (5)

간섭 소스에 공통 모드 노이즈가 있는 경우 선간 간섭은 일반적으로 공통 모드와 차동 모드의 형태를 취합니다.

전원 노이즈 간섭 제거 대책

위에서 분석한 전원 노이즈 간섭의 다양한 징후와 원인을 고려할 때 발생 조건을 목표로 파괴할 수 있으며 전원 노이즈 간섭을 효과적으로 억제할 수 있습니다. 솔루션은 다음과 같습니다.

1) 보드의 관통 구멍에주의하십시오. 관통 구멍은 관통 구멍이 통과할 공간을 남겨두기 위해 에칭될 전력층의 개구부가 필요합니다. 전원 레이어의 개방이 너무 크면 필연적으로 신호 루프에 영향을 미치고 신호가 강제로 바이패스되고 루프 영역이 증가하고 노이즈가 증가합니다. 동시에 일부 신호 라인이 개구부 근처에 집중되어 이 루프를 공유하면 공통 임피던스가 누화를 유발합니다.

2) 전원 노이즈 필터를 배치합니다. 전원 공급 장치 내부의 소음을 효과적으로 억제하고 시스템의 간섭 방지 및 안전성을 향상시킬 수 있습니다. 그리고 양방향 무선 주파수 필터로 전력선에서 유입되는 잡음 간섭을 걸러낼 수 있을 뿐만 아니라(다른 장비의 간섭을 방지하기 위해) 자체적으로 발생하는 잡음을 걸러낼 수 있습니다(다른 장비와의 간섭을 피하기 위해). ), 직렬 모드 공통 모드를 방해합니다. 둘 다 억제 효과가 있습니다.

3) 전원 절연 변압기. 신호 케이블의 전원 루프 또는 공통 모드 접지 루프를 분리하면 고주파에서 생성된 공통 모드 루프 전류를 효과적으로 분리할 수 있습니다.

4) 전원 공급 장치 조절기. 깨끗한 전원 공급 장치를 다시 얻으면 전원 공급 장치의 소음 수준을 크게 줄일 수 있습니다.

5) 배선. 전원 공급 장치의 입력 및 출력 라인은 유전체 기판의 가장자리에 놓이지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 방사선이 발생하고 다른 회로나 장비와 간섭하기 쉽습니다.

6) 아날로그 및 디지털 전원 공급 장치를 분리합니다. 고주파 장치는 일반적으로 디지털 노이즈에 매우 민감하므로 두 장치를 전원 공급 장치 입구에서 분리하여 함께 연결해야 합니다. 신호가 아날로그 및 디지털 부분 모두에 걸쳐 있어야 하는 경우 루프 영역을 줄이기 위해 신호 범위에 루프를 배치할 수 있습니다.

7) 서로 다른 레이어 간에 별도의 전원 공급 장치가 겹치지 않도록 합니다. 가능한 한 엇갈리게 배치하십시오. 그렇지 않으면 전원 공급 장치 노이즈가 기생 커패시턴스를 통해 쉽게 결합됩니다.

8) 민감한 구성 요소를 격리하십시오. PLL(위상 고정 루프)과 같은 일부 구성 요소는 전원 공급 장치 노이즈에 매우 민감합니다. 가능한 한 전원 공급 장치에서 멀리 두십시오.

9) 연결선에는 충분한 접지선이 필요합니다. 각 신호에는 전용 신호 루프가 있어야 하며 신호와 루프의 루프 영역은 가능한 한 작아야 합니다. 즉, 신호와 루프가 병렬이어야 합니다.

10) 전원 코드를 놓습니다. 신호 루프를 줄이기 위해 신호 라인의 가장자리에 전원 라인을 배치하여 노이즈를 줄일 수 있습니다.

11) 전원 노이즈가 회로 기판을 간섭하는 것과 전원에 대한 외부 간섭으로 인한 누적 노이즈를 방지하기 위해 바이패스 커패시터를 간섭 경로(방사 제외)의 접지에 연결할 수 있습니다. 소음은 다른 장비 및 장치와의 간섭을 피하기 위해 접지로 우회될 수 있습니다.

결론적으로

전원 노이즈는 전원에서 직간접적으로 발생하여 회로를 간섭합니다. 회로에 미치는 영향을 억제할 때는 일반적인 원칙을 따라야 합니다. 한편으로는 전원 노이즈를 최대한 방지해야 합니다. 반면에 회로의 영향은 전원 공급 장치의 노이즈를 악화시키지 않도록 전원 공급 장치에 대한 외부 세계 또는 회로의 영향도 최소화해야 합니다.