In PCB me frekuencë të lartë bordi, një lloj më i rëndësishëm i ndërhyrjes është zhurma e furnizimit me energji elektrike. Duke analizuar sistematikisht karakteristikat dhe shkaqet e zhurmës së energjisë në pllakat PCB me frekuencë të lartë, autori parashtron disa zgjidhje shumë efektive dhe të thjeshta në kombinim me aplikacionet inxhinierike.

Analiza e zhurmës së furnizimit me energji elektrike

Zhurma e furnizimit me energji i referohet zhurmës së gjeneruar nga vetë furnizimi me energji elektrike ose të shkaktuar nga shqetësimi. Ndërhyrja manifestohet në aspektet e mëposhtme:

1) Zhurma e shpërndarë e shkaktuar nga impedanca e natyrshme e vetë furnizimit me energji elektrike. Në qarqet me frekuencë të lartë, zhurma e furnizimit me energji elektrike ka një ndikim më të madh në sinjalet me frekuencë të lartë. Prandaj, fillimisht kërkohet një furnizim me energji elektrike me zhurmë të ulët. Një tokë e pastër është po aq e rëndësishme sa një burim i pastër energjie. Karakteristika e fuqisë është paraqitur si në figurën 1.

Forma e valës së fuqisë

Siç mund të shihet nga Figura 1, furnizimi me energji elektrike në kushte ideale nuk ka impedancë, kështu që nuk ka zhurmë. Sidoqoftë, furnizimi aktual me energji elektrike ka një rezistencë të caktuar, dhe rezistenca shpërndahet në të gjithë furnizimin me energji elektrike, prandaj, zhurma do të mbivendoset gjithashtu në furnizimin me energji elektrike. Prandaj, impedanca e furnizimit me energji duhet të reduktohet sa më shumë që të jetë e mundur, dhe është mirë që të keni një shtresë të dedikuar të energjisë dhe shtresë tokësore. Në projektimin e qarkut me frekuencë të lartë, përgjithësisht është më mirë të projektohet furnizimi me energji në formën e një shtrese sesa në formën e një autobusi, në mënyrë që laku të mund të ndjekë gjithmonë rrugën me rezistencën më të vogël. Përveç kësaj, bordi i energjisë duhet gjithashtu të sigurojë një lak sinjali për të gjitha sinjalet e gjeneruara dhe të marra në PCB, në mënyrë që qarku i sinjalit të minimizohet, duke zvogëluar kështu zhurmën.

2) Ndërhyrje në terren të modalitetit të përbashkët. I referohet zhurmës ndërmjet furnizimit me energji elektrike dhe tokës. Është ndërhyrja e shkaktuar nga tensioni i modalitetit të përbashkët të shkaktuar nga laku i formuar nga qarku i ndërhyrë dhe sipërfaqja e përbashkët referuese e një furnizimi të caktuar me energji elektrike. Vlera e saj varet nga fusha elektrike relative dhe fusha magnetike. Forca varet nga forca. Siç tregohet në figurën 2.

Ndërhyrja e modalitetit të zakonshëm

Në këtë kanal, një rënie në Ic do të shkaktojë një tension të modalitetit të përbashkët në lakin e rrymës së serisë, i cili do të ndikojë në pjesën marrëse. Nëse fusha magnetike është mbizotëruese, vlera e tensionit të modalitetit të përbashkët të gjeneruar në lakin e serisë së tokës është:

Tensioni i modalitetit të përbashkët

Në formulën (1), ΔB është ndryshimi në densitetin e fluksit magnetik, Wb/m2; S është sipërfaqja, m2.

Nëse është një fushë elektromagnetike, kur dihet vlera e fushës elektrike të saj, tensioni i saj i induktuar është

Tensioni induktiv

Ekuacioni (2) në përgjithësi zbatohet për L=150/F ose më pak, ku F është frekuenca e valëve elektromagnetike në MHz.

Përvoja e autorit është: Nëse ky kufi tejkalohet, llogaritja e tensionit maksimal të induktuar mund të thjeshtohet në:

Tensioni maksimal i induktuar

3) Ndërhyrja në terren e modalitetit diferencial. I referohet ndërhyrjes midis furnizimit me energji dhe linjave të energjisë hyrëse dhe dalëse. Në modelin aktual të PCB-së, autori zbuloi se proporcioni i tij në zhurmën e furnizimit me energji elektrike është shumë i vogël, kështu që nuk është e nevojshme të diskutohet këtu.

4) Ndërhyrje në linjë. I referohet ndërhyrjes ndërmjet linjave të energjisë. Kur ka kapacitet reciprok C dhe induktancë reciproke M1-2 midis dy qarqeve të ndryshme paralele, nëse ka tension VC dhe rrymë IC në qarkun e burimit të ndërhyrjes, qarku i ndërhyrë do të shfaqet:

A. Tensioni i bashkuar përmes rezistencës kondensative është

Tensioni i shoqëruar përmes rezistencës kondensative

Në formulën (4), RV është vlera paralele e rezistencës së skajit të afërt dhe rezistencës së skajit të largët të qarkut të ndërhyrë.

B. Rezistenca e serisë përmes bashkimit induktiv

Rezistenca e serisë përmes bashkimit induktiv

Nëse ka zhurmë të modalitetit të përbashkët në burimin e ndërhyrjes, ndërhyrja linjë-në-line në përgjithësi merr formën e modalitetit të përbashkët dhe mënyrës diferenciale.

5) Lidhja e linjës së energjisë. I referohet fenomenit që pasi kordoni i rrymës AC ose DC i nënshtrohet ndërhyrjes elektromagnetike, kordoni i energjisë transmeton ndërhyrjen në pajisje të tjera. Kjo është ndërhyrja indirekte e zhurmës së furnizimit me energji elektrike në qarkun me frekuencë të lartë. Duhet të theksohet se zhurma e furnizimit me energji nuk gjenerohet domosdoshmërisht vetvetiu, por mund të jetë gjithashtu zhurma e shkaktuar nga interferenca e jashtme, dhe më pas ta mbivendos këtë zhurmë me zhurmën e gjeneruar nga vetë ai (rrezatimin ose përcjelljen) për të ndërhyrë në qarqe të tjera. ose pajisje.

Kundërmasat për të eliminuar ndërhyrjen e zhurmës së furnizimit me energji elektrike

Duke pasur parasysh manifestimet dhe shkaqet e ndryshme të ndërhyrjes së zhurmës së furnizimit me energji të analizuara më sipër, kushtet në të cilat ndodh ajo mund të shkatërrohen në mënyrë të synuar dhe ndërhyrja e zhurmës së furnizimit me energji mund të shtypet në mënyrë efektive. Zgjidhjet janë si më poshtë: 1) Kushtojini vëmendje vrimave të brendshme në tabelë. Vrima e kalimit kërkon një hapje në shtresën e fuqisë për t’u gdhendur për të lënë hapësirë ​​për të kaluar përmes vrimës. Nëse hapja e shtresës së fuqisë është shumë e madhe, në mënyrë të pashmangshme do të ndikojë në lakin e sinjalit, sinjali do të detyrohet të anashkalojë, zona e lakut do të rritet dhe zhurma do të rritet. Në të njëjtën kohë, nëse disa linja sinjalesh përqendrohen pranë hapjes dhe ndajnë këtë lak, impedanca e përbashkët do të shkaktojë ndërlidhje. Shih Figurën 3.

Anashkaloni rrugën e përbashkët të qarkut të sinjalit

2) Kërkohen tela të mjaftueshëm tokëzues për telat e lidhjes. Çdo sinjal duhet të ketë qarkun e vet të dedikuar të sinjalit, dhe zona e lakut të sinjalit dhe lakut është sa më e vogël që të jetë e mundur, domethënë, sinjali dhe cikli duhet të jenë paralel.

3) Vendosni një filtër zhurmash të furnizimit me energji elektrike. Mund të shtypë në mënyrë efektive zhurmën brenda furnizimit me energji elektrike dhe të përmirësojë anti-ndërhyrjen dhe sigurinë e sistemit. Dhe është një filtër radio frekuencash me dy drejtime, i cili jo vetëm që mund të filtrojë ndërhyrjen e zhurmës të futur nga linja e energjisë (për të parandaluar ndërhyrjen nga pajisjet e tjera), por gjithashtu filtron zhurmën e krijuar nga vetë (për të shmangur ndërhyrjen me pajisje të tjera ), dhe ndërhyjnë me modalitetin e zakonshëm serial. Të dyja kanë një efekt frenues.

4) Transformator izolues i fuqisë. Ndani qarkun e fuqisë ose ciklin tokësor të modalitetit të përbashkët të kabllit të sinjalit, ai mund të izolojë në mënyrë efektive rrymën e lakut të modalitetit të përbashkët të krijuar në frekuencë të lartë.

5) Rregullatori i furnizimit me energji elektrike. Rifitimi i një furnizimi me energji më të pastër mund të zvogëlojë ndjeshëm nivelin e zhurmës së furnizimit me energji elektrike.

6) Lidhja elektrike. Linjat hyrëse dhe dalëse të furnizimit me energji elektrike nuk duhet të vendosen në skajin e tabelës dielektrike, përndryshe është e lehtë të gjenerohet rrezatim dhe të ndërhyjë me qarqe ose pajisje të tjera.

7) Furnizimi me energji analoge dhe dixhital duhet të ndahet. Pajisjet me frekuencë të lartë janë përgjithësisht shumë të ndjeshme ndaj zhurmës dixhitale, kështu që të dyja duhet të ndahen dhe të lidhen së bashku në hyrje të furnizimit me energji elektrike. Nëse sinjali duhet të përfshijë të dyja pjesët analoge dhe dixhitale, mund të vendoset një lak në hapësirën e sinjalit për të zvogëluar zonën e lakut. Siç tregohet në figurën 4.

Vendosni një lak në kryqëzimin e sinjalit për të zvogëluar zonën e lakut

8) Shmangni mbivendosjen e furnizimeve të veçanta të energjisë midis shtresave të ndryshme. Lëvizni ato sa më shumë që të jetë e mundur, përndryshe zhurma e furnizimit me energji lidhet lehtësisht përmes kapacitetit parazitar.

9) Izoloni komponentët e ndjeshëm. Disa komponentë, të tillë si unazat e bllokuara me fazë (PLL), janë shumë të ndjeshme ndaj zhurmës së furnizimit me energji elektrike. Mbajini ato sa më larg furnizimit me energji elektrike.

10) Vendosni kordonin e rrymës. Për të reduktuar qarkun e sinjalit, zhurma mund të reduktohet duke vendosur linjën e energjisë në skajin e linjës së sinjalit, siç tregohet në Figurën 5.

Vendosni kordonin e rrymës pranë linjës së sinjalit

11) Për të parandaluar ndërhyrjen e zhurmës së furnizimit me energji në tabelën e qarkut dhe zhurmën e akumuluar të shkaktuar nga ndërhyrja e jashtme në furnizimin me energji elektrike, një kondensator bypass mund të lidhet me tokën në rrugën e ndërhyrjes (përveç rrezatimit), në mënyrë që zhurma mund të anashkalohet në tokë për të shmangur ndërhyrjen me pajisjet dhe pajisjet e tjera.

Zhurma e furnizimit me energji elektrike gjenerohet drejtpërdrejt ose tërthorazi nga furnizimi me energji elektrike dhe ndërhyn në qark. Kur shtypni ndikimin e tij në qark, duhet të ndiqet një parim i përgjithshëm. Nga njëra anë, zhurma e furnizimit me energji elektrike duhet të parandalohet sa më shumë që të jetë e mundur. Ndikimi i qarkut, nga ana tjetër, duhet gjithashtu të minimizojë ndikimin e botës së jashtme ose të qarkut në furnizimin me energji elektrike, në mënyrë që të mos përkeqësohet zhurma e furnizimit me energji elektrike.