Tecnología de PCB - Cómo resolver la interferencia acústica de la fuente de alimentación en el tablero de alta frecuencia

Ruido distribuido causado por la resistencia inherente de la fuente de alimentación. En la placa de alta frecuencia / circuito de alta frecuencia, el ruido de la fuente de alimentación tiene un mayor impacto en la señal 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; 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 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 la fuente de alimentación de la placa de alta frecuencia, combinado con la aplicación 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 el ruido causado por la interferencia. 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 en toda la fuente de alimentación, por lo que el ruido también se superpone 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 placas de alta frecuencia / 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 alta frecuencia para minimizar el bucle de señal, reduciendo así el ruido.

2. acoplamiento del cable de alimentación. 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, y luego superponer este ruido al ruido generado por sí mismo.

(radiación o conducción) interfiere con otros circuitos o equipos.

3. 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 el campo magnético prevalece, el valor de voltaje de modo común generado en el circuito de tierra en serie es:

VCM = - (cubo B / tonelada cúbica) * S (1)

En la fórmula (1), Delta 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 = (largo * alto * alto * Este / 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 el cable de alimentación de entrada y salida. En el diseño real del pcb, los autores encontraron que representa una pequeña proporción del ruido de la fuente de alimentación, por lo que no es necesario discutirlo aquí.

4. interferencia entre líneas. Se refiere a la interferencia entre los cables de alimentación. 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 * △ Vic / △ T (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 * cubo IC / cubo T (5)

Si hay ruido de modo común en la fuente de interferencia, la interferencia entre líneas generalmente adopta la forma de modo común y modo diferencial.

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 anterior, se pueden destruir las condiciones en las que se produce y suprimir eficazmente la interferencia acústica de la fuente de alimentación. Las soluciones son las siguientes:

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

2. 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.

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

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

5. evite la superposición de fuentes de alimentación separadas entre diferentes capas. Escalonarlos tanto como sea posible, de lo contrario el ruido de la fuente de alimentación se puede acoplar fácilmente a través de condensadores parasitarios.

6. 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.

7. las líneas de conexión requieren suficientes líneas 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.

8. preste atención a los agujeros en la placa de alta frecuencia. El agujero a través necesita grabar una apertura en la capa de alimentación, dejando espacio para que el agujero a través pase. Si la apertura de la capa de alimentación 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 el circuito, la resistencia pública provocará conversaciones cruzadas.

9. separación de fuentes de alimentación analógicas y digitales. 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.

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

11. coloque el filtro de ruido de la fuente de alimentación. Puede inhibir eficazmente el ruido dentro de la fuente de alimentación y mejorar la antiinterferencia y la seguridad del sistema. Es un filtro de radiofrecuencia bidireccional que no solo puede filtrar la interferencia acústica introducida desde el cable de alimentación (evitando la interferencia de otros dispositivos), sino también filtrar el ruido generado por sí mismo (evitando la interferencia con otros dispositivos) e interferir con el modo de serie en modo común. Ambos tienen un efecto inhibidor.

En resumen

El ruido de la fuente de alimentación es generado 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.