Zgomot distribuit cauzat de impedanța inerentă a sursei de alimentare. În circuitele de înaltă frecvență, zgomotul sursei de alimentare are un impact mai mare asupra semnalelor de înaltă frecvență. Prin urmare, este necesară mai întâi o sursă de alimentare cu zgomot redus. Un pământ curat este la fel de important ca o sursă de alimentare curată; interferență de câmp în modul comun. Se referă la zgomotul dintre sursa de alimentare și masă. Este interferența cauzată de tensiunea de mod comun cauzată de bucla formată de circuitul interferat și suprafața comună de referință a unei anumite surse de alimentare. Valoarea sa depinde de câmpul electric relativ și câmpul magnetic. Puterea depinde de putere.

In PCB de înaltă frecvență, un tip mai important de interferență este zgomotul sursei de alimentare. Prin analiza sistematică a caracteristicilor și cauzelor zgomotului de putere pe plăcile PCB de înaltă frecvență, combinate cu aplicații de inginerie, sunt propuse câteva soluții foarte eficiente și simple.

Analiza zgomotului sursei de alimentare

Zgomotul sursei de alimentare se referă la zgomotul generat de sursa de alimentare în sine sau indus de perturbări. Interferența se manifestă în următoarele aspecte:

1) Zgomot distribuit cauzat de impedanța inerentă a sursei de alimentare în sine. În circuitele de înaltă frecvență, zgomotul sursei de alimentare are un impact mai mare asupra semnalelor de înaltă frecvență. Prin urmare, este necesară mai întâi o sursă de alimentare cu zgomot redus. Un pământ curat este la fel de important ca o sursă de energie curată.

În mod ideal, sursa de alimentare nu are impedanță, deci nu există zgomot. Cu toate acestea, sursa de alimentare reală are o anumită impedanță, iar impedanța este distribuită pe întreaga sursă de alimentare. Prin urmare, zgomotul va fi suprapus și pe sursa de alimentare. Prin urmare, impedanța sursei de alimentare ar trebui redusă cât mai mult posibil și cel mai bine este să aveți un strat de putere dedicat și un strat de masă. În proiectarea circuitelor de înaltă frecvență, este, în general, mai bine să proiectați sursa de alimentare sub formă de strat decât sub formă de magistrală, astfel încât bucla să poată urma întotdeauna calea cu cea mai mică impedanță. În plus, placa de alimentare trebuie să furnizeze și o buclă de semnal pentru toate semnalele generate și recepționate pe PCB, astfel încât bucla de semnal să poată fi redusă la minimum, reducând astfel zgomotul.

2) Cuplajul liniei de alimentare. Se referă la fenomenul că, după ce cablul de alimentare AC sau DC este supus la interferențe electromagnetice, cablul de alimentare transmite interferența altor dispozitive. Aceasta este interferența indirectă a zgomotului de alimentare cu circuitul de înaltă frecvență. Trebuie remarcat faptul că zgomotul sursei de alimentare nu este neapărat generat de el însuși, ci poate fi și zgomotul indus de interferențe externe, iar apoi suprapuneți acest zgomot cu zgomotul generat de el însuși (radiație sau conducție) pentru a interfera cu alte circuite. sau dispozitive.

3) Interferență de câmp în modul comun. Se referă la zgomotul dintre sursa de alimentare și masă. Este interferența cauzată de tensiunea de mod comun cauzată de bucla formată de circuitul interferat și suprafața comună de referință a unei anumite surse de alimentare. Valoarea sa depinde de câmpul electric relativ și câmpul magnetic. Puterea depinde de putere.

Pe acest canal, o scădere a Ic va provoca o tensiune de mod comun în bucla de curent în serie, care va afecta partea de recepție. Dacă câmpul magnetic este dominant, valoarea tensiunii de mod comun generată în bucla de masă în serie este:

Vcm = — (△B/△t) × S (1) ΔB în formula (1) este modificarea intensității inducției magnetice, Wb/m2; S este aria, m2.

Dacă este un câmp electromagnetic, când valoarea câmpului electric este cunoscută, tensiunea lui indusă este:

Vcm = (L×h×F×E/48) (2)

Ecuația (2) se aplică în general la L=150/F sau mai puțin, unde F este frecvența undelor electromagnetice în MHz.

Dacă această limită este depășită, calculul tensiunii maxime induse poate fi simplificat la:

Vcm = 2×h×E (3) 3) Interferență de câmp în mod diferențial. Se referă la interferența dintre sursa de alimentare și liniile de alimentare de intrare și de ieșire. În designul propriu-zis al PCB-ului, autorul a constatat că proporția sa în zgomotul sursei de alimentare este foarte mică, așa că nu este necesar să o discutăm aici.

4) Interferență între linii. Se referă la interferența dintre liniile electrice. Când există capacitate reciprocă C și inductanță reciprocă M1-2 între două circuite paralele diferite, dacă există tensiune VC și curent IC în circuitul sursei de interferență, circuitul interferat va apărea:

A. Tensiunea cuplată prin impedanța capacitivă este

Vcm = Rv*C1-2*△Vc/△t (4)

În formula (4), Rv este valoarea paralelă a rezistenței la capătul apropiat și a rezistenței la capătul îndepărtat a circuitului interferat.

b. Rezistenta in serie prin cuplaj inductiv

V = M1-2*△Ic/△t (5)

Dacă există zgomot de mod comun în sursa de interferență, interferența linie la linie ia, în general, forma modului comun și a modului diferențial.

Contramăsuri pentru eliminarea interferențelor de zgomot la sursa de alimentare

Având în vedere diferitele manifestări și cauze ale interferenței zgomotului sursei de alimentare analizate mai sus, condițiile în care acestea apar pot fi distruse într-un mod țintit, iar interferența zgomotului sursei de alimentare poate fi suprimată eficient. Solutiile sunt:

1) Acordați atenție orificiilor de trecere de pe placă. Orificiul de trecere necesită o deschidere pe stratul de putere pentru a fi gravat pentru a lăsa spațiu pentru trecerea orificiului de trecere. Dacă deschiderea stratului de putere este prea mare, aceasta va afecta inevitabil bucla de semnal, semnalul va fi forțat să ocolească, zona buclei va crește și zgomotul va crește. În același timp, dacă unele linii de semnal sunt concentrate în apropierea deschiderii și împărtășesc această buclă, impedanța comună va provoca diafonie.

2) Așezați un filtru de zgomot al sursei de alimentare. Poate suprima eficient zgomotul din interiorul sursei de alimentare și poate îmbunătăți anti-interferența și siguranța sistemului. Și este un filtru de frecvență radio bidirecțională, care nu numai că poate filtra interferențele de zgomot introduse de la linia de alimentare (pentru a preveni interferențele de la alte echipamente), ci și zgomotul generat de el însuși (pentru a evita interferențele cu alte echipamente). ) și interferează cu modul comun al modului serial. Ambele au un efect inhibitor.

3) Transformator de izolare a puterii. Separați bucla de putere sau bucla de masă în mod comun a cablului de semnal, poate izola eficient curentul buclei în modul comun generat în frecvența înaltă.

4) Regulator de alimentare. Recăpătarea unei surse de alimentare mai curate poate reduce foarte mult nivelul de zgomot al sursei de alimentare.

5) Cablaj. Liniile de intrare și ieșire ale sursei de alimentare nu trebuie așezate pe marginea plăcii dielectrice, altfel este ușor să generați radiații și să interferați cu alte circuite sau echipamente.

6) Surse de alimentare separate analogice și digitale. Dispozitivele de înaltă frecvență sunt în general foarte sensibile la zgomotul digital, așa că cele două trebuie separate și conectate împreună la intrarea sursei de alimentare. Dacă semnalul trebuie să acopere atât părțile analogice, cât și cele digitale, o buclă poate fi plasată la intervalul de semnal pentru a reduce zona buclei.

7) Evitați suprapunerea surselor de alimentare separate între diferite straturi. Eșalonați-le cât mai mult posibil, altfel zgomotul sursei de alimentare este ușor cuplat prin capacitatea parazită.

8) Izolați componentele sensibile. Unele componente, cum ar fi buclele blocate în fază (PLL), sunt foarte sensibile la zgomotul sursei de alimentare. Păstrați-le cât mai departe de sursa de alimentare.

9) Sunt necesare fire de împământare suficiente pentru firele de conectare. Fiecare semnal trebuie să aibă propria sa buclă de semnal dedicată, iar zona buclei semnalului și buclei este cât mai mică posibil, adică semnalul și bucla trebuie să fie paralele.

10) Așezați cablul de alimentare. Pentru a reduce bucla de semnal, zgomotul poate fi redus prin plasarea liniei de alimentare pe marginea liniei de semnal.

11) Pentru a preveni zgomotul sursei de alimentare să interfereze cu placa de circuit și zgomotul acumulat cauzat de interferența externă a sursei de alimentare, un condensator de bypass poate fi conectat la pământ pe calea de interferență (cu excepția radiației), astfel încât zgomotul poate fi ocolit la sol pentru a evita interferarea cu alte echipamente și dispozitive.

in concluzie

Zgomotul sursei de alimentare este generat direct sau indirect de la sursa de alimentare și interferează cu circuitul. La suprimarea impactului său asupra circuitului, trebuie urmat un principiu general. Pe de o parte, zgomotul sursei de alimentare ar trebui să fie prevenit cât mai mult posibil. Influența circuitului, pe de altă parte, ar trebui să minimizeze și influența lumii exterioare sau a circuitului asupra sursei de alimentare, pentru a nu agrava zgomotul sursei de alimentare.