Распределенный шум, вызванный внутренним сопротивлением источника питания. В высокочастотных цепях шум источника питания сильнее влияет на высокочастотные сигналы. Поэтому в первую очередь требуется источник питания с низким уровнем шума. Чистое заземление так же важно, как и чистый источник питания; синфазные помехи поля. Относится к шуму между источником питания и землей. Это помехи, вызванные синфазным напряжением, вызванным петлей, образованной цепью, подверженной помехам, и общей эталонной поверхностью определенного источника питания. Его величина зависит от относительного электрического поля и магнитного поля. Сила зависит от силы.

In высокочастотная печатная плата, более важным видом помех является шум источника питания. Посредством систематического анализа характеристик и причин шума мощности на высокочастотных печатных платах в сочетании с инженерными приложениями предлагаются некоторые очень эффективные и простые решения.

Анализ шума источника питания

Под шумом источника питания понимается шум, создаваемый самим источником питания или вызванный помехами. Интерференция проявляется в следующих аспектах:

1) Распределенный шум, вызванный внутренним импедансом самого источника питания. В высокочастотных цепях шум источника питания сильнее влияет на высокочастотные сигналы. Поэтому в первую очередь требуется источник питания с низким уровнем шума. Чистая земля так же важна, как и чистый источник энергии.

В идеале у источника питания нет импеданса, поэтому нет шума. Однако реальный источник питания имеет определенный импеданс, который распределяется по всему источнику питания. Следовательно, на источник питания также будет накладываться шум. Следовательно, сопротивление источника питания должно быть уменьшено в максимально возможной степени, и лучше всего иметь выделенный слой питания и слой заземления. При проектировании высокочастотных схем, как правило, лучше спроектировать источник питания в виде слоя, чем в виде шины, чтобы контур всегда мог следовать по пути с наименьшим импедансом. Кроме того, плата питания также должна обеспечивать сигнальный контур для всех генерируемых и принимаемых сигналов на печатной плате, так что сигнальный контур может быть минимизирован, тем самым уменьшая шум.

2) Муфта линии электропередачи. Это относится к явлению, когда шнур питания переменного или постоянного тока подвергается воздействию электромагнитных помех, шнур питания передает помехи другим устройствам. Это косвенное вмешательство шума источника питания в высокочастотную цепь. Следует отметить, что шум источника питания не обязательно генерируется сам по себе, но также может быть шумом, вызванным внешними помехами, а затем наложить этот шум на шум, генерируемый им самим (излучение или проводимость), чтобы создать помехи другим цепям. или устройства.

3) Помехи синфазного поля. Относится к шуму между источником питания и землей. Это помехи, вызванные синфазным напряжением, вызванным петлей, образованной цепью, подверженной помехам, и общей эталонной поверхностью определенного источника питания. Его значение зависит от относительного электрического поля и магнитного поля. Сила зависит от силы.

В этом канале падение Ic вызовет синфазное напряжение в последовательной токовой петле, что повлияет на принимающую часть. Если магнитное поле является доминирующим, значение синфазного напряжения, генерируемого в последовательном контуре заземления, составляет:

Vcm = – (△ B / △ t) × S (1) ΔB в формуле (1) – изменение напряженности магнитной индукции, Вт / м2; S – площадь, м2.

Если это электромагнитное поле, когда значение его электрического поля известно, его индуцированное напряжение составляет:

Vсм = (Д × В × Ш × В / 48) (2)

Уравнение (2) обычно применяется к L = 150 / F или меньше, где F – частота электромагнитных волн в МГц.

Если этот предел превышен, расчет максимального индуцированного напряжения можно упростить до:

Vcm = 2 × h × E (3) 3) Дифференциальная модовая интерференция поля. Относится к помехам между источником питания и входными и выходными линиями питания. В собственном дизайне печатной платы автор обнаружил, что его доля в шуме блока питания очень мала, поэтому здесь нет необходимости обсуждать это.

4) Межстрочная интерференция. Относится к помехам между линиями электропередач. Когда есть взаимная емкость C и взаимная индуктивность M1-2 между двумя разными параллельными цепями, если в цепи источника помех есть напряжение VC и ток IC, возникает цепь с помехами:

а. Напряжение, связанное с емкостным сопротивлением, равно

Vcm = Rv * C1-2 * △ Vc / △ t (4)

В формуле (4) Rv – это параллельное значение сопротивления на ближнем конце и сопротивления на дальнем конце цепи, подверженной помехам.

б. Последовательное сопротивление через индуктивную связь

V = M1-2 * △ Ic / △ t (5)

Если в источнике помех присутствует синфазный шум, межфазные помехи обычно принимают форму синфазного и дифференциального режима.

Контрмеры по устранению шумовых помех источника питания

Ввиду различных проявлений и причин шумовых помех источника питания, проанализированных выше, условия, при которых они возникают, могут быть целенаправленно устранены, а помехи шума источника питания могут быть эффективно подавлены. Решения:

1) Обратите внимание на сквозные отверстия на плате. Сквозное отверстие требует протравливания отверстия в слое питания, чтобы оставить место для прохождения сквозного отверстия. Если отверстие в силовом слое слишком велико, это неизбежно повлияет на сигнальный контур, сигнал будет вынужден обходить, площадь контура увеличится, а шум увеличится. В то же время, если некоторые сигнальные линии сконцентрированы около отверстия и разделяют этот контур, общий импеданс вызовет перекрестные помехи.

2) Установите шумовой фильтр блока питания. Он может эффективно подавить шум внутри источника питания и улучшить защиту от помех и безопасность системы. И это двусторонний радиочастотный фильтр, который может не только отфильтровать шумовые помехи, вносимые от линии электропередачи (для предотвращения помех от другого оборудования), но также отфильтровать шум, генерируемый самим собой (чтобы избежать помех другому оборудованию. ), и мешают общему режиму последовательного режима. Оба обладают тормозящим действием.

3) Силовой изолирующий трансформатор. Отделяя силовой контур или контур заземления синфазного режима сигнального кабеля, он может эффективно изолировать контурный ток синфазного сигнала, генерируемый на высокой частоте.

4) Регулятор питания. Получение более чистого источника питания может значительно снизить уровень шума источника питания.

5) Электропроводка. Входные и выходные линии источника питания не должны прокладываться на краю диэлектрической платы, в противном случае легко генерировать излучение и создавать помехи для других цепей или оборудования.

6) Раздельные аналоговые и цифровые источники питания. Высокочастотные устройства обычно очень чувствительны к цифровому шуму, поэтому их следует разделить и соединить вместе на входе в источник питания. Если сигнал должен охватывать как аналоговую, так и цифровую части, на участке сигнала можно разместить петлю, чтобы уменьшить площадь петли.

7) Избегайте перекрытия отдельных источников питания между разными слоями. По возможности расположите их в шахматном порядке, в противном случае шум источника питания легко устраняется паразитной емкостью.

8) Изолируйте чувствительные компоненты. Некоторые компоненты, такие как петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), очень чувствительны к шумам источника питания. Держите их как можно дальше от источника питания.

9) Для соединительных проводов требуется достаточное количество заземляющих проводов. Каждый сигнал должен иметь свой собственный выделенный сигнальный контур, а площадь контура сигнала и контура должна быть как можно меньше, то есть сигнал и контур должны быть параллельны.

10) Поместите шнур питания. Чтобы уменьшить контур сигнала, шум можно уменьшить, разместив линию питания на краю сигнальной линии.

11) Чтобы шум источника питания не мешал работе печатной платы и накопленный шум, вызванный внешними помехами источнику питания, байпасный конденсатор может быть подключен к земле на пути помех (за исключением излучения), чтобы шум можно обойти на землю, чтобы не создавать помех другому оборудованию и устройствам.

в заключение

Шум источника питания прямо или косвенно генерируется источником питания и мешает работе цепи. При подавлении его воздействия на цепь следует соблюдать общий принцип. С одной стороны, следует максимально исключить шум блока питания. С другой стороны, влияние схемы должно также минимизировать влияние внешнего мира или схемы на источник питания, чтобы не ухудшать шум источника питания.