In hoogfrequente printplaat printplaat, is een belangrijkere vorm van interferentie de ruis van de voeding. Door systematisch de kenmerken en oorzaken van stroomruis op hoogfrequente printplaten te analyseren, komt de auteur met enkele zeer effectieve en eenvoudige oplossingen in combinatie met technische toepassingen.

Analyse van voedingruis

Geluid van de voeding verwijst naar het geluid dat wordt gegenereerd door de voeding zelf of wordt veroorzaakt door storing. De interferentie komt tot uiting in de volgende aspecten:

1) Gedistribueerde ruis veroorzaakt door de inherente impedantie van de voeding zelf. In hoogfrequente circuits heeft voedingsruis een grotere invloed op hoogfrequente signalen. Daarom is eerst een geluidsarme voeding nodig. Een schone grond is net zo belangrijk als een schone stroombron. De vermogenskarakteristiek wordt weergegeven zoals in Fig. 1.

Machtsgolfvorm:

Zoals te zien is in figuur 1, heeft de voeding onder ideale omstandigheden geen impedantie, dus er is geen ruis. De daadwerkelijke voeding heeft echter een bepaalde impedantie en de impedantie wordt verdeeld over de gehele voeding, daarom zal er ook ruis op de voeding worden gesuperponeerd. Daarom moet de impedantie van de voeding zoveel mogelijk worden verminderd, en het is het beste om een ​​speciale voedingslaag en aardingslaag te hebben. Bij hoogfrequent circuitontwerp is het over het algemeen beter om de voeding in de vorm van een laag te ontwerpen dan in de vorm van een bus, zodat de lus altijd het pad met de minste impedantie kan volgen. Daarnaast moet het powerboard ook een signaallus voorzien voor alle gegenereerde en ontvangen signalen op de printplaat, zodat de signaallus geminimaliseerd kan worden, waardoor ruis wordt verminderd.

2) Common-mode veldinterferentie. Verwijst naar het geluid tussen de voeding en de grond. Het is de interferentie die wordt veroorzaakt door de common-mode-spanning die wordt veroorzaakt door de lus die wordt gevormd door het verstoorde circuit en het gemeenschappelijke referentie-oppervlak van een bepaalde voeding. De waarde ervan hangt af van het relatieve elektrische veld en het magnetische veld. De sterkte hangt af van de sterkte. Zoals weergegeven in figuur 2.

Common mode interferentie

Op dit kanaal veroorzaakt een daling van Ic een common-mode spanning in de seriestroomlus, die het ontvangende deel zal beïnvloeden. Als het magnetische veld dominant is, is de waarde van de common-mode-spanning die wordt gegenereerd in de serie-aardlus:

Common-mode spanning

In formule (1) is ΔB de verandering in magnetische fluxdichtheid, Wb/m2; S is de oppervlakte, m2.

Als het een elektromagnetisch veld is, als de waarde van het elektrische veld bekend is, is de geïnduceerde spanning

Inductieve spanning

Vergelijking (2) is in het algemeen van toepassing op L=150/F of minder, waarbij F de frequentie van elektromagnetische golven in MHz is.

De ervaring van de auteur is: Als deze limiet wordt overschreden, kan de berekening van de maximale geïnduceerde spanning worden vereenvoudigd tot:

Maximale geïnduceerde spanning

3) Differentiële modus veldinterferentie. Verwijst naar de interferentie tussen de voeding en de ingangs- en uitgangsstroomleidingen. In het eigenlijke PCB-ontwerp ontdekte de auteur dat het aandeel in de ruis van de voeding erg klein is, dus het is niet nodig om het hier te bespreken.

4) Inter-line interferentie. Verwijst naar interferentie tussen hoogspanningslijnen. Wanneer er wederzijdse capaciteit C en wederzijdse inductantie M1-2 zijn tussen twee verschillende parallelle circuits, als er spanning VC en stroom IC in het interferentiebroncircuit zijn, zal het verstoorde circuit verschijnen:

A. De spanning gekoppeld via capacitieve impedantie is

Spanning gekoppeld via capacitieve impedantie

In formule (4) is RV de parallelle waarde van de weerstand aan het einde en de weerstand aan het einde van het onderbroken circuit.

B. Serieweerstand door inductieve koppeling

Serieweerstand door inductieve koppeling

Als er common-mode-ruis is in de interferentiebron, neemt de lijn-naar-lijn-interferentie in het algemeen de vorm aan van common-mode en differentiële mode.

5) Stroomlijnkoppeling. Het verwijst naar het fenomeen dat nadat het AC- of DC-netsnoer is blootgesteld aan elektromagnetische interferentie, het netsnoer de interferentie naar andere apparaten verzendt. Dit is de indirecte interferentie van voedingsruis op het hoogfrequente circuit. Opgemerkt moet worden dat de ruis van de voeding niet noodzakelijk door zichzelf wordt gegenereerd, maar ook de ruis kan zijn die wordt veroorzaakt door externe interferentie, en deze ruis vervolgens over de door hemzelf gegenereerde ruis (straling of geleiding) heen legt om met andere circuits te interfereren of apparaten.

Tegenmaatregelen om interferentie met voedingruis te elimineren

Gezien de verschillende manifestaties en oorzaken van interferentie met voedingruis die hierboven zijn geanalyseerd, kunnen de omstandigheden waaronder deze optreedt op een gerichte manier worden vernietigd en kan de interferentie van voedingruis effectief worden onderdrukt. De oplossingen zijn als volgt: 1) Let op de doorlopende gaten op het bord. Het doorgaande gat vereist een opening op de te etsen vermogenslaag om ruimte te laten voor het doorgaande gat om er doorheen te gaan. Als de opening van de vermogenslaag te groot is, zal dit onvermijdelijk de signaallus beïnvloeden, het signaal zal gedwongen worden te omzeilen, het lusgebied zal toenemen en de ruis zal toenemen. Tegelijkertijd, als sommige signaallijnen geconcentreerd zijn in de buurt van de opening en deze lus delen, zal de gemeenschappelijke impedantie overspraak veroorzaken. Zie figuur 3.

Omzeil het gemeenschappelijke pad van het signaalcircuit

2) Er zijn voldoende aardingsdraden nodig voor de aansluitdraden. Elk signaal moet zijn eigen speciale signaallus hebben en het lusgebied van het signaal en de lus is zo klein mogelijk, dat wil zeggen dat het signaal en de lus parallel moeten zijn.

3) Plaats een ruisfilter voor de voeding. Het kan het geluid in de voeding effectief onderdrukken en de anti-interferentie en veiligheid van het systeem verbeteren. En het is een tweerichtings radiofrequentiefilter, dat niet alleen de ruisinterferentie kan filteren die door de voedingslijn wordt geïntroduceerd (om interferentie van andere apparatuur te voorkomen), maar ook de door zichzelf gegenereerde ruis filtert (om interferentie met andere apparatuur te voorkomen) ), en interfereren met de seriële modus gemeenschappelijke modus. Beide hebben een remmende werking.

4) Stroomscheidingstransformator. Scheid de voedingslus of de common-mode-aardlus van de signaalkabel, het kan de in de hoge frequentie gegenereerde common-mode-lusstroom effectief isoleren.

5) Voedingsregelaar. Het terugkrijgen van een schonere voeding kan het geluidsniveau van de voeding aanzienlijk verminderen.

6) Bedrading. De ingangs- en uitgangslijnen van de voeding mogen niet op de rand van het diëlektrische bord worden gelegd, anders is het gemakkelijk om straling te genereren en andere circuits of apparatuur te verstoren.

7) De analoge en digitale voeding moeten gescheiden zijn. Hoogfrequente apparaten zijn over het algemeen erg gevoelig voor digitale ruis, dus de twee moeten worden gescheiden en bij de ingang van de voeding worden aangesloten. Als het signaal zowel analoge als digitale delen moet overspannen, kan een lus bij de signaaloverspanning worden geplaatst om het lusgebied te verkleinen. Zoals weergegeven in figuur 4.

Plaats een lus bij de seinovergang om het lusoppervlak te verkleinen

8) Vermijd overlapping van afzonderlijke voedingen tussen verschillende lagen. Verspreid ze zoveel mogelijk, anders wordt het geluid van de voeding gemakkelijk gekoppeld door parasitaire capaciteit.

9) Isoleer gevoelige componenten. Sommige componenten, zoals phase-locked loops (PLL), zijn erg gevoelig voor ruis van de voeding. Houd ze zo ver mogelijk uit de buurt van de stroomvoorziening.

10) Plaats het netsnoer. Om de signaallus te verminderen, kan de ruis worden verminderd door de voedingskabel aan de rand van de signaallijn te plaatsen, zoals weergegeven in afbeelding 5.

Plaats het netsnoer naast de signaallijn

11) Om te voorkomen dat de ruis van de voeding interfereert met de printplaat en de geaccumuleerde ruis veroorzaakt door externe interferentie van de voeding, kan een bypass-condensator worden aangesloten op de grond in het interferentiepad (behalve straling), zodat het geluid kan worden omgeleid naar de grond om interferentie met andere apparatuur en apparaten te voorkomen.

Voedingsruis wordt direct of indirect gegenereerd door de voeding en interfereert met het circuit. Bij het onderdrukken van de impact op het circuit moet een algemeen principe worden gevolgd. Enerzijds moet het geluid van de voeding zoveel mogelijk worden voorkomen. De invloed van het circuit moet daarentegen ook de invloed van de buitenwereld of het circuit op de voeding minimaliseren, om het geluid van de voeding niet te verergeren.