Distribuerat brus orsakat av strömförsörjningens inneboende impedans. I högfrekventa kretsar har brus från strömförsörjningen en större inverkan på högfrekventa signaler. Därför krävs först en strömförsörjning med låg ljudnivå. En ren mark är lika viktig som en ren strömförsörjning; common-mode fältstörningar. Avser bruset mellan strömförsörjningen och marken. Det är interferensen som orsakas av common mode-spänningen som orsakas av slingan som bildas av den störda kretsen och den gemensamma referensytan för en viss strömförsörjning. Dess värde beror på det relativa elektriska fältet och magnetfältet. Styrkan beror på styrkan.

In högfrekventa PCB, en viktigare typ av störning är brus från strömförsörjningen. Genom systematisk analys av egenskaperna och orsakerna till strömbrus på högfrekventa kretskort, kombinerat med tekniska tillämpningar, föreslås några mycket effektiva och enkla lösningar.

Analys av strömförsörjningsljud

Strömförsörjningsbrus avser det brus som genereras av själva strömförsörjningen eller induceras av störningar. Störningen manifesteras i följande aspekter:

1) Distribuerat brus orsakat av den inneboende impedansen hos själva strömförsörjningen. I högfrekventa kretsar har brus från strömförsörjningen en större inverkan på högfrekventa signaler. Därför krävs först en strömförsörjning med låg ljudnivå. En ren mark är lika viktig som en ren kraftkälla.

Helst har strömförsörjningen ingen impedans, så det finns inget brus. Den faktiska strömförsörjningen har dock en viss impedans, och impedansen fördelas på hela strömförsörjningen. Därför kommer brus också att läggas över strömförsörjningen. Därför bör strömförsörjningens impedans minskas så mycket som möjligt, och det är bäst att ha ett dedikerat strömskikt och jordskikt. Vid högfrekvenskretskonstruktion är det generellt sett bättre att utforma strömförsörjningen i form av ett lager än i form av en buss, så att slingan alltid kan följa banan med minsta impedans. Dessutom måste strömkortet också tillhandahålla en signalslinga för alla genererade och mottagna signaler på kretskortet, så att signalslingan kan minimeras och därigenom minska brus.

2) Kraftledningskoppling. Det hänvisar till fenomenet att efter att växelströms- eller likströmssladden har utsatts för elektromagnetiska störningar, överför nätkabeln störningarna till andra enheter. Detta är den indirekta störningen av strömförsörjningsbrus till högfrekvenskretsen. Det bör noteras att bruset från strömförsörjningen inte nödvändigtvis genereras av sig själv, utan kan också vara bruset som induceras av externa störningar, och sedan överlagra detta brus med bruset som genereras av sig själv (strålning eller ledning) för att störa andra kretsar eller enheter.

3) Common mode-fältstörningar. Avser bruset mellan strömförsörjningen och marken. Det är interferensen som orsakas av common mode-spänningen som orsakas av slingan som bildas av den störda kretsen och den gemensamma referensytan för en viss strömförsörjning. Dess värde beror på det relativa elektriska fältet och magnetfältet. Styrkan beror på styrkan.

På denna kanal kommer ett fall i Ic att orsaka en common-mode spänning i serieströmslingan, vilket kommer att påverka den mottagande delen. Om det magnetiska fältet är dominant är värdet på den gemensamma spänningen som genereras i seriejordslingan:

Vcm = — (△B/△t) × S (1) ΔB i formeln (1) är förändringen i magnetisk induktionsintensitet, Wb/m2; S är arean, m2.

Om det är ett elektromagnetiskt fält, när dess elektriska fältvärde är känt, är dess inducerade spänning:

Vcm = (L×h×F×E/48) (2)

Ekvation (2) gäller generellt för L=150/F eller mindre, där F är frekvensen för elektromagnetiska vågor i MHz.

Om denna gräns överskrids kan beräkningen av den maximala inducerade spänningen förenklas till:

Vcm = 2×h×E (3) 3) Fältstörningar i differentialläge. Syftar på interferensen mellan strömförsörjningen och in- och utgångsledningarna. I själva PCB-designen fann författaren att dess andel i strömförsörjningsbruset är mycket liten, så det är inte nödvändigt att diskutera det här.

4) Inter-line interferens. Avser interferens mellan kraftledningar. När det finns ömsesidig kapacitans C och ömsesidig induktans M1-2 mellan två olika parallella kretsar, om det finns spänning VC och ström IC i interferenskällans krets, kommer den störda kretsen att visas:

a. Spänningen kopplad genom den kapacitiva impedansen är

Vcm = Rv*C1-2*△Vc/△t (4)

I formel (4) är Rv det parallella värdet för närändresistansen och fjärrändresistansen för den störda kretsen.

b. Seriemotstånd genom induktiv koppling

V = M1-2*△Ic/△t (5)

Om det finns common mode-brus i interferenskällan tar linje-till-linje-interferensen vanligtvis formen av common mode och differentialmod.

Motåtgärder för att eliminera störningar från strömförsörjningen

Med tanke på de olika manifestationerna och orsakerna till strömförsörjningsbrusstörningar som analyserats ovan, kan de förhållanden under vilka de inträffar förstöras på ett målinriktat sätt, och störningen av strömförsörjningsbrus kan effektivt undertryckas. Lösningarna är:

1) Var uppmärksam på de genomgående hålen på brädan. Det genomgående hålet kräver att en öppning på kraftskiktet etsas för att lämna utrymme för det genomgående hålet att passera igenom. Om öppningen av kraftskiktet är för stor kommer det oundvikligen att påverka signalslingan, signalen kommer att tvingas förbigå, slingområdet kommer att öka och bruset kommer att öka. Samtidigt, om några signallinjer är koncentrerade nära öppningen och delar denna loop, kommer den gemensamma impedansen att orsaka överhörning.

2) Placera ett brusfilter för strömförsörjningen. Det kan effektivt dämpa bruset inuti strömförsörjningen och förbättra systemets anti-interferens och säkerhet. Och det är ett tvåvägs radiofrekvensfilter, som inte bara kan filtrera bort brusstörningarna från kraftledningen (för att förhindra störningar från annan utrustning), utan också filtrera bort bruset som genereras av sig själv (för att undvika störningar med annan utrustning). ), och stör det vanliga läget för seriellt läge. Båda har en hämmande effekt.

3) Strömisoleringstransformator. Separera strömslingan eller common mode jordslingan för signalkabeln, det kan effektivt isolera den common mode loop ström som genereras i hög frekvens.

4) Strömförsörjningsregulator. Att återfå en renare strömförsörjning kan kraftigt minska ljudnivån på strömförsörjningen.

5) Kabeldragning. Ingångs- och utgångsledningarna för strömförsörjningen bör inte läggas på kanten av det dielektriska kortet, annars är det lätt att generera strålning och störa andra kretsar eller utrustning.

6) Separata analoga och digitala nätaggregat. Högfrekventa enheter är i allmänhet mycket känsliga för digitalt brus, så de två bör separeras och kopplas ihop vid ingången till strömförsörjningen. Om signalen behöver sträcka sig över både analoga och digitala delar kan en slinga placeras vid signalspannet för att minska slingytan.

7) Undvik överlappning av separata nätaggregat mellan olika lager. Förskjuta dem så mycket som möjligt, annars kopplas strömförsörjningsljudet enkelt genom parasitisk kapacitans.

8) Isolera känsliga komponenter. Vissa komponenter, såsom faslåsta slingor (PLL), är mycket känsliga för strömförsörjningsbrus. Håll dem så långt borta från strömförsörjningen som möjligt.

9) Tillräckliga jordledningar krävs för anslutningskablarna. Varje signal måste ha sin egen dedikerade signalslinga, och slingytan för signalen och slingan är så liten som möjligt, det vill säga, signalen och slingan måste vara parallella.

10) Sätt i nätsladden. För att minska signalslingan kan bruset reduceras genom att placera kraftledningen på kanten av signalledningen.

11) För att förhindra att strömförsörjningsbruset stör kretskortet och det ackumulerade bruset som orsakas av externa störningar på strömförsörjningen, kan en bypass-kondensator anslutas till marken i störningsvägen (förutom strålning), så att bullret kan förbigås till marken för att undvika störning av annan utrustning och utrustning.

Sammanfattningsvis

Strömförsörjningsbrus genereras direkt eller indirekt från strömförsörjningen och stör kretsen. När du undertrycker dess påverkan på kretsen bör en allmän princip följas. Å ena sidan bör strömförsörjningsljudet förhindras så mycket som möjligt. Kretsens inflytande å andra sidan bör också minimera omvärldens eller kretsens påverkan på strömförsörjningen, för att inte förvärra bruset från strömförsörjningen.