Noticias de PCB - Contramedidas para el ruido de la fuente de alimentación en el diseño de PCB

Ruido distribuido causado por la resistencia inherente de la fuente de alimentación. En los PCB de alta frecuencia, el ruido de la fuente de alimentación tiene un mayor impacto en las señales de alta frecuencia. Por lo tanto, primero se necesita una fuente de alimentación de bajo ruido. El suelo limpio es tan importante como la fuente de alimentación limpia; Interferencia de campo de modo común. Se refiere al ruido entre la fuente de alimentación y el suelo. Es una interferencia causada por un voltaje de modo común causado por un bucle formado por un circuito perturbado y una superficie de referencia pública de una fuente de alimentación. Su valor depende del campo eléctrico y magnético relativo. La fuerza depende de la fuerza.

En las placas de PCB de alta frecuencia, un tipo de interferencia más importante es el ruido de la fuente de alimentación. A través del análisis sistemático de las características y causas del ruido de potencia de las placas de PCB de alta frecuencia, combinadas con aplicaciones de ingeniería, se proponen algunas soluciones muy efectivas y simples.

Análisis del ruido de la fuente de alimentación

El ruido de la fuente de alimentación se refiere al ruido producido por la propia fuente de alimentación o causado por interferencias. La interferencia se manifiesta en los siguientes aspectos:

1) ruido distribuido causado por la resistencia inherente de la propia fuente de alimentación. En los circuitos de alta frecuencia, el ruido de la fuente de alimentación tiene un mayor impacto en las señales de alta frecuencia. Por lo tanto, primero se necesita una fuente de alimentación de bajo ruido. Un suelo limpio es tan importante como una fuente de alimentación limpia.

Idealmente, la fuente de alimentación no tiene resistencia, por lo que no hay ruido. Sin embargo, la fuente de alimentación real tiene cierta resistencia y la resistencia se distribuye por toda la fuente de alimentación. Por lo tanto, el ruido también se superpondrá a la fuente de alimentación. Por lo tanto, la resistencia de la fuente de alimentación debe reducirse en la medida de lo posible, preferiblemente con una capa de alimentación especial y una formación de tierra. En el diseño de circuitos de alta frecuencia, generalmente es mejor diseñar la fuente de alimentación en forma de capa que en forma de autobús, para que el circuito siempre pueda seguir el camino de la menor resistencia. Además, la placa de alimentación debe proporcionar un bucle de señal para todas las señales generadas y recibidas en la placa de pcb, minimizando así el bucle de señal y reduciendo así el ruido.

2) interferencia de campo de modo común. Se refiere al ruido entre la fuente de alimentación y el suelo. Es una interferencia causada por un voltaje de modo común causado por un bucle formado por un circuito perturbado y una superficie de referencia pública de una fuente de alimentación. Su valor depende del campo eléctrico y magnético relativo. La fuerza depende de la fuerza.

En este canal, la caída del IC provocará un voltaje de modo común en el circuito de corriente de serie, lo que afectará a la parte receptora. Si predomina el campo magnético, el valor del voltaje de modo común generado en el circuito de tierra en serie es:

VCM = - (hàb / hàt) * S (1)

En la fórmula (1), Isla B es un cambio en la densidad de flujo magnético, WB / m2; S es el área, m2.

Si se trata de un campo electromagnético, cuando se conoce su valor de campo eléctrico, su voltaje de inducción es:

VCM = (l * h * F * E / 48) (2)

La ecuación (2) se aplica generalmente a l = 150 / F o menos, donde F es la frecuencia de las ondas electromagnéticas en mhz.

Si se supera este límite, el cálculo del voltaje máximo de inducción se puede simplificar de la siguiente manera:

VCM = 2 * h * e (3)

3) interferencia de campo de modo diferencial. Se refiere a la interferencia entre la fuente de alimentación y los cables de alimentación de entrada y salida. En el diseño real de pcb, los autores encontraron que su proporción en el ruido de la fuente de alimentación es muy pequeña, por lo que no es necesario discutirlo aquí.

4) interferencia entre líneas. Se refiere a la interferencia entre líneas eléctricas. Cuando hay un capacitor mutuo c y una inducción mutua M1 - 2 entre dos circuitos paralelos diferentes, si hay un voltaje VC y un IC de corriente en el circuito de fuente de interferencia, aparecerá un circuito perturbado:

A. el voltaje acoplado a través de la resistencia capacitiva es

VCM = RV * C1 - 2 * aàvic / aàt (4)

En la fórmula (4), RV es el valor paralelo de la resistencia cercana y la resistencia lejana del circuito perturbado.

Resistencia en serie acoplada inductivamente

V = M1 - 2 * ¿ IC / hàt (5)

Si hay ruido de modo común en la fuente de interferencia, la interferencia de línea a línea generalmente toma la forma de modo común y modo diferencial.

5) acoplamiento de líneas eléctricas. Se refiere al fenómeno de que el cable de alimentación de ca o DC transmite la interferencia a otros equipos después de la interferencia electromagnética. Esta es la interferencia indirecta del ruido de la fuente de alimentación en el circuito de alta frecuencia. Hay que tener en cuenta que el ruido de la fuente de alimentación no es necesariamente generado por sí mismo, sino también por interferencias externas, que luego se superponen al ruido generado por sí mismo (radiación o conducción), interfiriendo así con otros circuitos o equipos.

Contramedidas para eliminar la interferencia acústica de la fuente de alimentación

En vista de las diferentes manifestaciones y causas de la interferencia acústica de la fuente de alimentación analizadas anteriormente, se pueden destruir las condiciones en las que se produce y suprimir eficazmente la interferencia acústica de la fuente de alimentación. La solución es:

1) preste atención a los agujeros a través de la tabla de madera. El agujero a través requiere grabar la apertura en la capa de potencia para dejar espacio para que el agujero a través pase. Si la apertura de la capa de potencia es demasiado grande, inevitablemente afectará el circuito de señal, la señal se verá obligada a desviarse, el área del circuito aumentará y el ruido aumentará. Al mismo tiempo, si algunas líneas de señal se concentran cerca de la apertura y comparten este circuito, la resistencia pública provocará conversaciones cruzadas.

2) los cables de conexión requieren suficiente cable de tierra. Cada señal necesita tener su propio bucle de señal especial, y el área del bucle de la señal y el bucle es lo más pequeña posible, es decir, la señal y el bucle deben ser paralelos.

3) coloque el filtro de ruido del equipo de alimentación. Puede inhibir eficazmente el ruido dentro de la fuente de alimentación y mejorar la antiinterferencia y la seguridad del sistema. Y es un filtro de radiofrecuencia bidireccional que no solo filtra la interferencia acústica introducida desde la línea eléctrica (evitando la interferencia de otros dispositivos), sino que también filtra el ruido generado por sí mismo (evitando la interferencia con otros dispositivos) e interfiere con el modo serie de modo común. Ambos tienen un efecto inhibidor.

4) transformador de aislamiento de energía. La separación del Circuito de alimentación del cable de señal o del Circuito de tierra de modo común puede aislar eficazmente la corriente del Circuito de modo común generada por la Alta frecuencia.

5) regulador de potencia. La recuperación de una fuente de alimentación más limpia puede reducir considerablemente el nivel de ruido de la fuente de alimentación.

6) cableado. Las líneas de entrada y salida de la fuente de alimentación no deben colocarse en el borde de la placa dieléctrica, de lo contrario es fácil generar radiación e interferir con otros circuitos o equipos.

7) fuentes de alimentación analógicas y digitales independientes. Los dispositivos de alta frecuencia suelen ser muy sensibles al ruido digital, por lo que los dos deben separarse y conectarse en la entrada de la fuente de alimentación. Si la señal necesita cruzar las partes analógicas y digitales, se puede colocar un bucle en el tramo de la señal para reducir el área del bucle. Como se muestra en la figura 4.

8) evitar la superposición de fuentes de alimentación independientes entre diferentes capas. Lo más entrelazado posible, de lo contrario, el ruido de la fuente de alimentación se puede acoplar fácilmente a través de condensadores parasitarios.

9) aislar los componentes sensibles. Algunos componentes, como el bucle de bloqueo de fase (pll), son muy sensibles al ruido de la fuente de alimentación. Manténgalos lo más alejados posible de la fuente de alimentación.

10) coloque el cable de alimentación. Para reducir el bucle de señal, se puede reducir el ruido colocando el cable de alimentación en el borde del cable de señal.

11) para evitar que el ruido de la fuente de alimentación interfiera con la placa de circuito y el ruido acumulado causado por la interferencia externa en la fuente de alimentación, el capacitor de derivación se puede poner a tierra en la ruta de interferencia (excepto la radiación), eludiendo así el ruido al suelo y evitando interferencias con otros equipos y dispositivos.

Conclusiones

El ruido de la fuente de alimentación se produce directa o indirectamente por la fuente de alimentación e interfiere con el circuito. Al frenar su impacto en el circuito, se deben seguir principios Generales. Por un lado, el ruido de la fuente de alimentación debe protegerse en la medida de lo posible. Por otro lado, el impacto del circuito también debe minimizar el impacto externo o del Circuito en la fuente de alimentación para no empeorar el ruido de la fuente de alimentación.