site logo

అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ PCB డిజైన్ ప్రక్రియలో పవర్ సప్లై నాయిస్ యొక్క విశ్లేషణ మరియు ప్రతిఘటనలు

In అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PCB బోర్డు, మరింత ముఖ్యమైన రకమైన జోక్యం విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PCB బోర్డులపై పవర్ శబ్దం యొక్క లక్షణాలు మరియు కారణాలను క్రమపద్ధతిలో విశ్లేషించడం ద్వారా, రచయిత ఇంజనీరింగ్ అప్లికేషన్‌లతో కలిపి చాలా ప్రభావవంతమైన మరియు సరళమైన పరిష్కారాలను ముందుకు తెచ్చారు.

ipcb

విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం యొక్క విశ్లేషణ

విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం అనేది విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే లేదా భంగం కలిగించే శబ్దాన్ని సూచిస్తుంది. జోక్యం క్రింది అంశాలలో వ్యక్తమవుతుంది:

1) విద్యుత్ సరఫరా యొక్క స్వాభావిక అవరోధం కారణంగా పంపిణీ చేయబడిన శబ్దం. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్‌లలో, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌లపై ఎక్కువ ప్రభావం చూపుతుంది. అందువల్ల, తక్కువ-శబ్దం విద్యుత్ సరఫరా మొదట అవసరం. క్లీన్ గ్రౌండ్ ఎంత ముఖ్యమైనదో క్లీన్ పవర్ సోర్స్ అంతే ముఖ్యం. శక్తి లక్షణం అంజీర్ 1లో చూపబడింది.

శక్తి తరంగ రూపం

మూర్తి 1 నుండి చూడగలిగినట్లుగా, ఆదర్శ పరిస్థితులలో విద్యుత్ సరఫరాకు ఎటువంటి అవరోధం లేదు, కాబట్టి శబ్దం లేదు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, వాస్తవ విద్యుత్ సరఫరాకు ఒక నిర్దిష్ట అవరోధం ఉంది మరియు మొత్తం విద్యుత్ సరఫరాపై ఇంపెడెన్స్ పంపిణీ చేయబడుతుంది, కాబట్టి, విద్యుత్ సరఫరాపై కూడా శబ్దం సూపర్మోస్ చేయబడుతుంది. అందువల్ల, విద్యుత్ సరఫరా యొక్క అవరోధం సాధ్యమైనంతవరకు తగ్గించబడాలి మరియు ప్రత్యేకమైన విద్యుత్ పొర మరియు నేల పొరను కలిగి ఉండటం ఉత్తమం. హై-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్ డిజైన్‌లో, విద్యుత్ సరఫరాను బస్సు రూపంలో కంటే పొర రూపంలో రూపొందించడం సాధారణంగా ఉత్తమం, తద్వారా లూప్ ఎల్లప్పుడూ తక్కువ ఇంపెడెన్స్‌తో మార్గాన్ని అనుసరించగలదు. అదనంగా, పవర్ బోర్డ్ తప్పనిసరిగా PCBలో ఉత్పత్తి చేయబడిన మరియు స్వీకరించబడిన అన్ని సిగ్నల్‌లకు సిగ్నల్ లూప్‌ను అందించాలి, తద్వారా సిగ్నల్ లూప్‌ను తగ్గించవచ్చు, తద్వారా శబ్దం తగ్గుతుంది.

2) సాధారణ మోడ్ ఫీల్డ్ జోక్యం. విద్యుత్ సరఫరా మరియు భూమి మధ్య శబ్దాన్ని సూచిస్తుంది. ఇది అంతరాయం కలిగించిన సర్క్యూట్ మరియు ఒక నిర్దిష్ట విద్యుత్ సరఫరా యొక్క సాధారణ సూచన ఉపరితలం ద్వారా ఏర్పడిన లూప్ వల్ల ఏర్పడే సాధారణ మోడ్ వోల్టేజ్ వల్ల కలిగే జోక్యం. దీని విలువ సంబంధిత విద్యుత్ క్షేత్రం మరియు అయస్కాంత క్షేత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. బలం బలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. మూర్తి 2లో చూపిన విధంగా.

సాధారణ మోడ్ జోక్యం

ఈ ఛానెల్‌లో, Icలో తగ్గుదల సిరీస్ కరెంట్ లూప్‌లో సాధారణ-మోడ్ వోల్టేజ్‌కు కారణమవుతుంది, ఇది స్వీకరించే భాగాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రం ప్రబలంగా ఉంటే, సిరీస్ గ్రౌండ్ లూప్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడిన సాధారణ మోడ్ వోల్టేజ్ విలువ:

సాధారణ మోడ్ వోల్టేజ్

ఫార్ములా (1), ΔB అనేది మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీలో మార్పు, Wb/m2; S అనేది ప్రాంతం, m2.

ఇది విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం అయితే, దాని విద్యుత్ క్షేత్ర విలువ తెలిసినప్పుడు, దాని ప్రేరిత వోల్టేజ్

ప్రేరక వోల్టేజ్

సమీకరణం (2) సాధారణంగా L=150/F లేదా అంతకంటే తక్కువకు వర్తిస్తుంది, ఇక్కడ F అనేది MHzలో విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ఫ్రీక్వెన్సీ.

రచయిత యొక్క అనుభవం: ఈ పరిమితిని మించిపోయినట్లయితే, గరిష్ట ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ యొక్క గణనను ఇలా సులభతరం చేయవచ్చు:

గరిష్ట ప్రేరిత వోల్టేజ్

3) డిఫరెన్షియల్ మోడ్ ఫీల్డ్ జోక్యం. విద్యుత్ సరఫరా మరియు ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ విద్యుత్ లైన్ల మధ్య జోక్యాన్ని సూచిస్తుంది. అసలు PCB రూపకల్పనలో, విద్యుత్ సరఫరా శబ్దంలో దాని నిష్పత్తి చాలా తక్కువగా ఉందని రచయిత కనుగొన్నారు, కాబట్టి దానిని ఇక్కడ చర్చించాల్సిన అవసరం లేదు.

4) ఇంటర్-లైన్ జోక్యం. విద్యుత్ లైన్ల మధ్య జోక్యాన్ని సూచిస్తుంది. రెండు వేర్వేరు సమాంతర సర్క్యూట్‌ల మధ్య మ్యూచువల్ కెపాసిటెన్స్ C మరియు మ్యూచువల్ ఇండక్టెన్స్ M1-2 ఉన్నప్పుడు, ఇంటర్‌ఫరెన్స్ సోర్స్ సర్క్యూట్‌లో వోల్టేజ్ VC మరియు కరెంట్ IC ఉంటే, ఇంటర్‌ఫెర్డ్ సర్క్యూట్ కనిపిస్తుంది:

A. కెపాసిటివ్ ఇంపెడెన్స్ ద్వారా జతచేయబడిన వోల్టేజ్

కెపాసిటివ్ ఇంపెడెన్స్ ద్వారా వోల్టేజ్ జత చేయబడింది

ఫార్ములా (4), RV అనేది సమీప-ముగింపు నిరోధకత యొక్క సమాంతర విలువ మరియు జోక్యం చేసుకున్న సర్క్యూట్ యొక్క దూర-ముగింపు నిరోధకత.

బి. ఇండక్టివ్ కప్లింగ్ ద్వారా సిరీస్ రెసిస్టెన్స్

ప్రేరక కలపడం ద్వారా సిరీస్ నిరోధకత

జోక్యం మూలంలో సాధారణ మోడ్ శబ్దం ఉంటే, లైన్-టు-లైన్ జోక్యం సాధారణంగా సాధారణ మోడ్ మరియు అవకలన మోడ్ రూపాన్ని తీసుకుంటుంది.

5) పవర్ లైన్ కలపడం. AC లేదా DC పవర్ కార్డ్ విద్యుదయస్కాంత జోక్యానికి గురైన తర్వాత, పవర్ కార్డ్ ఇతర పరికరాలకు జోక్యాన్ని ప్రసారం చేసే దృగ్విషయాన్ని ఇది సూచిస్తుంది. ఇది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్‌కు విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం యొక్క పరోక్ష జోక్యం. విద్యుత్ సరఫరా యొక్క శబ్దం తప్పనిసరిగా స్వయంగా ఉత్పత్తి చేయబడదని గమనించాలి, కానీ బాహ్య జోక్యం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన శబ్దం కూడా కావచ్చు, ఆపై ఇతర సర్క్యూట్‌లకు అంతరాయం కలిగించడానికి ఈ శబ్దాన్ని స్వయంగా ఉత్పత్తి చేసే శబ్దంతో (రేడియేషన్ లేదా కండక్షన్) సూపర్మోస్ చేయండి. లేదా పరికరాలు.

విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం అంతరాయాన్ని తొలగించడానికి ప్రతిఘటనలు

పైన విశ్లేషించబడిన విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం జోక్యం యొక్క విభిన్న వ్యక్తీకరణలు మరియు కారణాల దృష్ట్యా, అది సంభవించే పరిస్థితులను లక్ష్య పద్ధతిలో నాశనం చేయవచ్చు మరియు విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం యొక్క జోక్యాన్ని సమర్థవంతంగా అణిచివేయవచ్చు. పరిష్కారాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి: 1) బోర్డు మీద రంధ్రాల ద్వారా శ్రద్ధ వహించండి. త్రూ హోల్ గుండా వెళ్ళడానికి ఖాళీని వదిలివేయడానికి పవర్ లేయర్‌పై ఓపెనింగ్ అవసరం. పవర్ లేయర్ తెరవడం చాలా పెద్దది అయినట్లయితే, అది తప్పనిసరిగా సిగ్నల్ లూప్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది, సిగ్నల్ బైపాస్ చేయవలసి వస్తుంది, లూప్ ప్రాంతం పెరుగుతుంది మరియు శబ్దం పెరుగుతుంది. అదే సమయంలో, కొన్ని సిగ్నల్ లైన్లు ఓపెనింగ్ దగ్గర కేంద్రీకృతమై, ఈ లూప్‌ను పంచుకుంటే, సాధారణ ఇంపెడెన్స్ క్రాస్‌స్టాక్‌కు కారణమవుతుంది. మూర్తి 3 చూడండి.

సిగ్నల్ సర్క్యూట్ యొక్క సాధారణ మార్గాన్ని దాటవేయండి

2) కనెక్షన్ వైర్లకు తగినంత గ్రౌండ్ వైర్లు అవసరం. ప్రతి సిగ్నల్ దాని స్వంత ప్రత్యేక సిగ్నల్ లూప్ కలిగి ఉండాలి మరియు సిగ్నల్ మరియు లూప్ యొక్క లూప్ ప్రాంతం వీలైనంత తక్కువగా ఉంటుంది, అంటే సిగ్నల్ మరియు లూప్ సమాంతరంగా ఉండాలి.

3) విద్యుత్ సరఫరా నాయిస్ ఫిల్టర్‌ను ఉంచండి. ఇది విద్యుత్ సరఫరా లోపల శబ్దాన్ని సమర్థవంతంగా అణిచివేస్తుంది మరియు సిస్టమ్ యొక్క వ్యతిరేక జోక్యం మరియు భద్రతను మెరుగుపరుస్తుంది. మరియు ఇది రెండు-మార్గం రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ ఫిల్టర్, ఇది విద్యుత్ లైన్ (ఇతర పరికరాల నుండి జోక్యాన్ని నిరోధించడానికి) నుండి ప్రవేశపెట్టిన శబ్ద జోక్యాన్ని ఫిల్టర్ చేయడమే కాకుండా, దాని ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే శబ్దాన్ని కూడా ఫిల్టర్ చేయగలదు (ఇతర పరికరాలతో జోక్యాన్ని నివారించడానికి. ), మరియు సీరియల్ మోడ్ సాధారణ మోడ్‌తో జోక్యం చేసుకోండి. రెండూ నిరోధక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

4) పవర్ ఐసోలేషన్ ట్రాన్స్ఫార్మర్. పవర్ లూప్ లేదా సిగ్నల్ కేబుల్ యొక్క సాధారణ మోడ్ గ్రౌండ్ లూప్‌ను వేరు చేయండి, ఇది అధిక ఫ్రీక్వెన్సీలో ఉత్పత్తి చేయబడిన సాధారణ మోడ్ లూప్ కరెంట్‌ను సమర్థవంతంగా వేరు చేస్తుంది.

5) విద్యుత్ సరఫరా నియంత్రకం. క్లీనర్ విద్యుత్ సరఫరాను తిరిగి పొందడం వలన విద్యుత్ సరఫరా యొక్క శబ్దం స్థాయిని బాగా తగ్గించవచ్చు.

6) వైరింగ్. విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ లైన్లు విద్యుద్వాహక బోర్డు యొక్క అంచున వేయబడవు, లేకుంటే అది రేడియేషన్ను ఉత్పత్తి చేయడం మరియు ఇతర సర్క్యూట్లు లేదా పరికరాలతో జోక్యం చేసుకోవడం సులభం.

7) అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ విద్యుత్ సరఫరా వేరు చేయాలి. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పరికరాలు సాధారణంగా డిజిటల్ శబ్దానికి చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి, కాబట్టి విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ప్రవేశ ద్వారం వద్ద రెండింటినీ వేరు చేసి కలపాలి. సిగ్నల్ అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ భాగాలు రెండింటినీ విస్తరించాల్సిన అవసరం ఉన్నట్లయితే, లూప్ ప్రాంతాన్ని తగ్గించడానికి సిగ్నల్ స్పాన్ వద్ద ఒక లూప్ ఉంచవచ్చు. మూర్తి 4 లో చూపిన విధంగా.

లూప్ ప్రాంతాన్ని తగ్గించడానికి సిగ్నల్ క్రాసింగ్ వద్ద ఒక లూప్ ఉంచండి

8) వేర్వేరు లేయర్‌ల మధ్య ప్రత్యేక విద్యుత్ సరఫరాల అతివ్యాప్తిని నివారించండి. వాటిని సాధ్యమైనంత వరకు అస్థిరపరచండి, లేకుంటే విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం సులభంగా పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ ద్వారా జతచేయబడుతుంది.

9) సెన్సిటివ్ భాగాలను వేరు చేయండి. ఫేజ్-లాక్డ్ లూప్స్ (PLL) వంటి కొన్ని భాగాలు విద్యుత్ సరఫరా శబ్దానికి చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి. వాటిని విద్యుత్ సరఫరాకు వీలైనంత దూరంగా ఉంచండి.

10) పవర్ కార్డ్ ఉంచండి. సిగ్నల్ లూప్‌ను తగ్గించడానికి, చిత్రం 5లో చూపిన విధంగా సిగ్నల్ లైన్ అంచున పవర్ లైన్‌ను ఉంచడం ద్వారా శబ్దాన్ని తగ్గించవచ్చు.

సిగ్నల్ లైన్ పక్కన పవర్ కార్డ్ ఉంచండి

11) విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం సర్క్యూట్ బోర్డ్‌తో జోక్యం చేసుకోకుండా మరియు విద్యుత్ సరఫరాకు బాహ్య జోక్యం వల్ల పేరుకుపోయిన శబ్దాన్ని నిరోధించడానికి, బైపాస్ కెపాసిటర్‌ను జోక్యం మార్గంలో (రేడియేషన్ మినహా) భూమికి కనెక్ట్ చేయవచ్చు. ఇతర పరికరాలు మరియు పరికరాలతో జోక్యం చేసుకోకుండా ఉండటానికి శబ్దాన్ని భూమికి దాటవేయవచ్చు.

విద్యుత్ సరఫరా శబ్దం విద్యుత్ సరఫరా నుండి ప్రత్యక్షంగా లేదా పరోక్షంగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది మరియు సర్క్యూట్‌తో జోక్యం చేసుకుంటుంది. సర్క్యూట్లో దాని ప్రభావాన్ని అణిచివేసేటప్పుడు, ఒక సాధారణ సూత్రాన్ని అనుసరించాలి. ఒకవైపు విద్యుత్ సరఫరా శబ్దాన్ని వీలైనంత వరకు నిరోధించాలి. సర్క్యూట్ యొక్క ప్రభావం, మరోవైపు, విద్యుత్ సరఫరా యొక్క శబ్దాన్ని మరింత దిగజార్చకుండా ఉండటానికి, విద్యుత్ సరఫరాపై బాహ్య ప్రపంచం లేదా సర్క్యూట్ యొక్క ప్రభావాన్ని కూడా తగ్గించాలి.