In ПХБ со висока фреквенција плоча, поважен тип на пречки е бучавата од напојувањето. Со систематска анализа на карактеристиките и причините за напојувањето на бучавата на високофреквентните ПХБ плочи, авторот предлага неколку многу ефективни и едноставни решенија во комбинација со инженерски апликации.

Анализа на бучавата од напојувањето

Бучавата од напојувањето се однесува на бучавата генерирана од самото напојување или предизвикана од пречки. Мешањето се манифестира во следниве аспекти:

1) Дистрибуиран шум предизвикан од вродената импеданса на самото напојување. Во високофреквентните кола, бучавата од напојувањето има поголемо влијание врз високофреквентните сигнали. Затоа, прво е потребно напојување со низок шум. Чистата земја е исто толку важна како и чистиот извор на енергија. Карактеристиката на моќност е прикажана како на слика 1.

Моќен брановиден облик

Како што може да се види од Слика 1, напојувањето во идеални услови нема импеданса, така што нема бучава. Сепак, вистинското напојување има одредена импеданса, а импедансата се дистрибуира на целото напојување, затоа, бучавата ќе биде надредена и на напојувањето. Затоа, импедансата на напојувањето треба да се намали колку што е можно повеќе, а најдобро е да имате наменски слој за напојување и слој за заземјување. Во дизајнот на високофреквентното коло, генерално е подобро да се дизајнира напојувањето во форма на слој отколку во форма на автобус, така што јамката секогаш може да ја следи патеката со најмала импеданса. Покрај тоа, таблата за напојување мора да обезбеди и сигнална јамка за сите генерирани и примени сигнали на ПХБ, така што јамката на сигналот може да се минимизира, а со тоа да се намали шумот.

2) Пречки на полето на заеднички режим. Се однесува на бучавата помеѓу напојувањето и земјата. Тоа е пречки предизвикано од напонот на заедничкиот режим предизвикан од јамката формирана од интерферираното коло и заедничката референтна површина на одредено напојување. Неговата вредност зависи од релативното електрично поле и магнетното поле. Силата зависи од силата. Како што е прикажано на слика 2.

Заеднички пречки во режимот

На овој канал, падот на Ic ќе предизвика напон во заеднички режим во сериската струјна јамка, што ќе влијае на приемниот дел. Ако магнетното поле е доминантно, вредноста на напонот на заедничкиот режим генериран во сериската јамка за заземјување е:

Напон на заеднички режим

Во формулата (1), ΔB е промената на густината на магнетниот тек, Wb/m2; S е површината, m2.

Ако е електромагнетно поле, кога е позната вредноста на неговото електрично поле, неговиот индуциран напон е

Индуктивен напон

Равенката (2) генерално се применува за L=150/F или помалку, каде што F е фреквенцијата на електромагнетните бранови во MHz.

Искуството на авторот е: Доколку се надмине оваа граница, пресметката на максималниот индуциран напон може да се поедностави на:

Максимален индуциран напон

3) Пречки на полето на диференцијален режим. Се однесува на пречки помеѓу напојувањето и влезните и излезните водови за напојување. Во вистинскиот дизајн на ПХБ, авторот откри дека неговиот удел во бучавата од напојувањето е многу мал, па затоа не е неопходно да се дискутира овде.

4) Пречки меѓу линиите. Се однесува на пречки помеѓу далноводи. Кога има меѓусебна капацитивност C и меѓусебна индуктивност M1-2 помеѓу две различни паралелни кола, ако има напон VC и струја IC во колото на изворот на пречки, ќе се појави интерферираното коло:

A. Напонот поврзан преку капацитивната импеданса е

Напон споен преку капацитивна импеданса

Во формулата (4), RV е паралелната вредност на отпорот на блискиот крај и отпорот на крајниот крај на интерферираното коло.

B. Сериски отпор преку индуктивно спојување

Сериски отпор преку индуктивна спојка

Ако има шум на заеднички режим во изворот на пречки, пречките од линија до линија генерално се во форма на заеднички режим и диференцијален режим.

5) Спојување на далноводи. Се однесува на феноменот дека откако кабелот за напојување со AC или DC е подложен на електромагнетни пречки, кабелот за напојување ги пренесува пречките на други уреди. Ова е индиректно мешање на бучавата од напојувањето во високофреквентното коло. Треба да се забележи дека бучавата од напојувањето не е нужно генерирана сама по себе, туку може да биде и бучава предизвикана од надворешни пречки, а потоа да се надополни оваа бучава со бучавата што ја генерира самиот (зрачење или спроводливост) за да се меша со други кола. или уреди.

Контрамерки за елиминирање на пречки од бучавата од напојувањето

Со оглед на различните манифестации и причини за пречки на бучавата од напојувањето анализирани погоре, условите под кои се појавува може да се уништат на насочен начин, а мешањето на бучавата од напојувањето може ефикасно да се потисне. Решенијата се следни: 1) Обрнете внимание на проодните дупки на таблата. За проодната дупка потребно е да се гравира отвор на погонскиот слој за да се остави простор низ кој поминува проодната дупка. Ако отворот на слојот за напојување е премногу голем, тоа неизбежно ќе влијае на јамката на сигналот, сигналот ќе биде принуден да заобиколи, површината на јамката ќе се зголеми и бучавата ќе се зголеми. Во исто време, ако некои сигнални линии се концентрирани во близина на отворот и ја делат оваа јамка, заедничката импеданса ќе предизвика прекршување. Види слика 3.

Заобиколете ја заедничката патека на сигналното коло

2) Потребни се доволно жици за заземјување за жиците за поврзување. Секој сигнал треба да има своја посветена сигнална јамка, а областа на јамката на сигналот и јамката е што е можно помала, односно сигналот и јамката мора да бидат паралелни.

3) Поставете филтер за бучава за напојување. Може ефикасно да ја потисне бучавата во напојувањето и да ја подобри заштитата од пречки и безбедноста на системот. И тоа е двонасочен филтер за радиофреквенција, кој не само што може да ги филтрира пречките од бучавата воведени од далноводот (за да спречи пречки од друга опрема), туку и да ја филтрира бучавата што се создава сама по себе (за да се избегне пречки со друга опрема ), и се меша со заедничкиот режим на сериски режим. И двете имаат инхибиторен ефект.

4) Енергетски изолациски трансформатор. Одделете ја јамката за напојување или јамката за заземјување на заедничкиот режим на сигналниот кабел, може ефикасно да ја изолира струјата на јамката за заеднички режим генерирана во висока фреквенција.

5) Регулатор за напојување. Враќањето на почисто напојување може значително да го намали нивото на бучава на напојувањето.

6) Жици. Влезните и излезните линии на напојувањето не треба да се поставуваат на работ на диелектричната плоча, во спротивно лесно може да се генерира зрачење и да се меша со други кола или опрема.

7) Аналогното и дигиталното напојување треба да се одделат. Уредите со висока фреквенција генерално се многу чувствителни на дигитален шум, така што тие треба да се одделат и да се поврзат заедно на влезот од напојувањето. Ако сигналот треба да ги опфаќа и аналогните и дигиталните делови, може да се постави јамка на распонот на сигналот за да се намали површината на јамката. Како што е прикажано на слика 4.

Поставете јамка на преминот на сигналот за да ја намалите површината на јамката

8) Избегнувајте преклопување на одделни напојувања помеѓу различни слоеви. Затетете ги колку што е можно повеќе, инаку бучавата од напојувањето лесно се спојува преку паразитската капацитивност.

9) Изолирајте чувствителни компоненти. Некои компоненти, како што се фазно заклучените јамки (PLL), се многу чувствителни на бучавата од напојувањето. Чувајте ги колку што е можно подалеку од напојувањето.

10) Ставете го кабелот за напојување. За да се намали јамката на сигналот, шумот може да се намали со поставување на далноводот на работ на сигналната линија, како што е прикажано на слика 5.

Ставете го кабелот за напојување до линијата за сигнал

11) За да се спречи бучавата од напојувањето да се меша со плочката и акумулираната бучава предизвикана од надворешни пречки во напојувањето, може да се поврзе бајпас кондензатор на земјата во патеката на пречки (освен зрачењето), така што бучавата може да се заобиколи на земја за да се избегне Мешање со друга опрема и уреди.

Бучавата од напојувањето директно или индиректно се создава од напојувањето и го попречува колото. При потиснување на неговото влијание врз колото, треба да се следи општ принцип. Од една страна, бучавата од напојувањето треба да се спречи колку што е можно повеќе. Влијанието на колото, од друга страна, исто така треба да го минимизира влијанието на надворешниот свет или колото врз напојувањето, за да не се влоши бучавата од напојувањето.