Distribuert støy forårsaket av den iboende impedansen til strømforsyningen. I høyfrekvente kretser har strømforsyningsstøy større innvirkning på høyfrekvente signaler. Derfor kreves det først en støysvak strømforsyning. En ren grunn er like viktig som en ren strømforsyning; fellesmodus feltinterferens. Refererer til støyen mellom strømforsyningen og bakken. Det er interferensen forårsaket av fellesmodusspenningen forårsaket av sløyfen dannet av den forstyrrede kretsen og den felles referanseoverflaten til en viss strømforsyning. Verdien avhenger av det relative elektriske feltet og magnetfeltet. Styrken avhenger av styrken.

In høyfrekvente PCB, en viktigere type interferens er strømforsyningsstøy. Gjennom systematisk analyse av egenskaper og årsaker til strømstøy på høyfrekvente PCB-kort, kombinert med ingeniørapplikasjoner, foreslås noen svært effektive og enkle løsninger.

Analyse av strømforsyningsstøy

Strømforsyningsstøy refererer til støyen som genereres av selve strømforsyningen eller indusert av forstyrrelser. Interferensen kommer til uttrykk i følgende aspekter:

1) Distribuert støy forårsaket av den iboende impedansen til selve strømforsyningen. I høyfrekvente kretser har strømforsyningsstøy større innvirkning på høyfrekvente signaler. Derfor kreves det først en støysvak strømforsyning. En ren grunn er like viktig som en ren strømkilde.

Ideelt sett har strømforsyningen ingen impedans, så det er ingen støy. Selve strømforsyningen har imidlertid en viss impedans, og impedansen fordeles på hele strømforsyningen. Derfor vil støy også legges over strømforsyningen. Derfor bør impedansen til strømforsyningen reduseres så mye som mulig, og det er best å ha et dedikert strømlag og jordlag. Ved høyfrekvent kretsdesign er det generelt bedre å designe strømforsyningen i form av et lag enn i form av en buss, slik at sløyfen alltid kan følge banen med minst impedans. I tillegg må strømkortet også gi en signalsløyfe for alle genererte og mottatte signaler på kretskortet, slik at signalsløyfen kan minimeres og dermed redusere støy.

2) Kraftledningskobling. Det refererer til fenomenet at etter at AC- eller DC-strømledningen er utsatt for elektromagnetisk interferens, overfører strømledningen interferensen til andre enheter. Dette er den indirekte forstyrrelsen av strømforsyningsstøy til høyfrekvenskretsen. Det skal bemerkes at støyen fra strømforsyningen ikke nødvendigvis genereres av seg selv, men kan også være støyen indusert av ekstern interferens, og deretter overlappe denne støyen med støyen som genereres av seg selv (stråling eller ledning) for å forstyrre andre kretser eller enheter.

3) Feltinterferens i fellesmodus. Refererer til støyen mellom strømforsyningen og bakken. Det er interferensen forårsaket av fellesmodusspenningen forårsaket av sløyfen dannet av den forstyrrede kretsen og den felles referanseoverflaten til en viss strømforsyning. Verdien avhenger av det relative elektriske feltet og magnetfeltet. Styrken avhenger av styrken.

På denne kanalen vil et fall i Ic forårsake en common-mode spenning i seriestrømsløyfen, som vil påvirke mottaksdelen. Hvis magnetfeltet er dominerende, er verdien av fellesmodusspenningen generert i seriejordsløyfen:

Vcm = — (△B/△t) × S (1) ΔB i formelen (1) er endringen i magnetisk induksjonsintensitet, Wb/m2; S er arealet, m2.

Hvis det er et elektromagnetisk felt, når dets elektriske feltverdi er kjent, er dens induserte spenning:

Vcm = (L×h×F×E/48) (2)

Ligning (2) gjelder generelt for L=150/F eller mindre, hvor F er frekvensen til elektromagnetiske bølger i MHz.

Hvis denne grensen overskrides, kan beregningen av maksimal indusert spenning forenkles til:

Vcm = 2×h×E (3) 3) Feltinterferens i differensialmodus. Refererer til interferensen mellom strømforsyningen og inngangs- og utgangsstrømledningene. I selve PCB-designet fant forfatteren at andelen i strømforsyningsstøyen er veldig liten, så det er ikke nødvendig å diskutere det her.

4) Inter-line interferens. Refererer til interferens mellom kraftledninger. Når det er gjensidig kapasitans C og gjensidig induktans M1-2 mellom to forskjellige parallelle kretser, hvis det er spenning VC og strøm IC i interferenskildekretsen, vil den forstyrrede kretsen vises:

en. Spenningen koblet gjennom den kapasitive impedansen er

Vcm = Rv*C1-2*△Vc/△t (4)

I formel (4) er Rv parallellverdien til nær-endemotstanden og fjernmotstanden til den interfererte kretsen.

b. Seriemotstand gjennom induktiv kobling

V = M1-2*△Ic/△t (5)

Hvis det er fellesmodusstøy i interferenskilden, har linje-til-linje-interferensen vanligvis form av fellesmodus og differensialmodus.

Mottiltak for å eliminere forstyrrelser fra strømforsyningsstøy

I lys av de forskjellige manifestasjonene og årsakene til strømforsyningsstøyinterferens analysert ovenfor, kan forholdene under hvilke de oppstår ødelegges på en målrettet måte, og interferensen av strømforsyningsstøy kan effektivt undertrykkes. Løsningene er:

1) Vær oppmerksom på de gjennomgående hullene på brettet. Det gjennomgående hullet krever at en åpning på kraftlaget skal etses for å gi plass til det gjennomgående hullet. Hvis åpningen av kraftlaget er for stor, vil det uunngåelig påvirke signalsløyfen, signalet vil bli tvunget til å omgå, sløyfeområdet vil øke, og støyen vil øke. På samme tid, hvis noen signallinjer er konsentrert nær åpningen og deler denne sløyfen, vil den felles impedansen forårsake krysstale.

2) Plasser et støyfilter for strømforsyningen. Det kan effektivt undertrykke støyen inne i strømforsyningen og forbedre anti-interferensen og sikkerheten til systemet. Og det er et toveis radiofrekvensfilter, som ikke bare kan filtrere ut støyinterferensen introdusert fra kraftledningen (for å forhindre interferens fra annet utstyr), men også filtrere ut støyen som genereres av seg selv (for å unngå interferens med annet utstyr ), og forstyrrer den serielle modusen fellesmodus. Begge har en hemmende effekt.

3) Strømisolasjonstransformator. Separer strømsløyfen eller fellesmodus-jordsløyfen til signalkabelen, den kan effektivt isolere fellesmodussløyfen som genereres i høyfrekvensen.

4) Strømforsyningsregulator. Å gjenvinne en renere strømforsyning kan redusere støynivået til strømforsyningen betraktelig.

5) Kabling. Inngangs- og utgangslinjene til strømforsyningen bør ikke legges på kanten av det dielektriske kortet, ellers er det lett å generere stråling og forstyrre andre kretser eller utstyr.

6) Separate analoge og digitale strømforsyninger. Høyfrekvente enheter er generelt svært følsomme for digital støy, så de to bør skilles og kobles sammen ved inngangen til strømforsyningen. Hvis signalet må spenne over både analoge og digitale deler, kan en sløyfe plasseres ved signalspennet for å redusere sløyfeområdet.

7) Unngå overlapping av separate strømforsyninger mellom forskjellige lag. Forskyv dem så mye som mulig, ellers kobles strømforsyningsstøyen enkelt gjennom parasittisk kapasitans.

8) Isoler sensitive komponenter. Noen komponenter, for eksempel faselåste sløyfer (PLL), er svært følsomme for strømforsyningsstøy. Hold dem så langt unna strømforsyningen som mulig.

9) Tilstrekkelige jordledninger kreves for tilkoblingsledningene. Hvert signal må ha sin egen dedikerte signalsløyfe, og sløyfeområdet til signalet og sløyfen er så lite som mulig, det vil si at signalet og sløyfen må være parallelle.

10) Plasser strømledningen. For å redusere signalsløyfen kan støyen reduseres ved å plassere kraftledningen på kanten av signalledningen.

11) For å forhindre at strømforsyningsstøyen forstyrrer kretskortet og den akkumulerte støyen forårsaket av ekstern interferens på strømforsyningen, kan en bypass-kondensator kobles til bakken i interferensbanen (bortsett fra stråling), slik at støyen kan omgås til bakken for å unngå forstyrrelse av annet utstyr og enheter.

for å konkludere

Strømforsyningsstøy genereres direkte eller indirekte fra strømforsyningen og forstyrrer kretsen. Når du undertrykker dens innvirkning på kretsen, bør et generelt prinsipp følges. På den ene siden bør strømforsyningsstøyen forhindres så mye som mulig. Kretsens påvirkning bør derimot også minimere påvirkningen fra omverdenen eller kretsen på strømforsyningen, for ikke å forverre støyen fra strømforsyningen.