Tecnología de PCB - Ruido de alimentación de los PCB de media y alta frecuencia en el diseño de los PCB

Resumen: este trabajo analiza sistemáticamente las diversas formas y causas de la interferencia de ruido de potencia de las placas de PCB de alta frecuencia, y a través de la deducción de fórmulas y la experiencia de ingeniería, propone las contramedidas correspondientes, y finalmente resume los principios generales que deben seguirse para suprimir el ruido de potencia. Ruido de la fuente de alimentación. En el tablero de PCB de alta frecuencia, la interferencia más importante es el ruido de la fuente de alimentación.

Sobre la base 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 eficaces y simples.

El 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) el 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 gran 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 electricidad limpia. Idealmente, la fuente de alimentación no tiene resistencia, por lo que no hay ruido. Sin embargo, en la práctica, la fuente de alimentación tiene una 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 minimizarse y se prefieren capas especiales de fuente de alimentación y formaciones de tierra.

En el diseño de circuitos de alta frecuencia, la fuente de alimentación en forma de diseño de capa suele ser mejor que la forma de diseño de bus, por lo que el circuito siempre sigue el camino de la resistencia mínima.

Además, la placa de alimentación también proporciona un bucle de señal para todas las señales generadas y recibidas en el pcb, minimizando así el bucle de señal y reduciendo el ruido. 2) interferencia de campo de modo común.

Se refiere al ruido entre la fuente de alimentación y el suelo. Esto se debe a que la fuente de alimentación es causada por la interferencia de voltaje de modo común, que es causada por un circuito de interferencia y un circuito formado por un plano de referencia común. Su valor depende de la intensidad relativa del campo eléctrico y magnético a establecer. En este canal, la reducción 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 ocupa la posición principal, el voltaje de modo común generado en el circuito de serie es:

La isla B en la fórmula (1) es un cambio en la intensidad de inducción magnética, WB / m2; S es el área, m2.

En el caso de un campo electromagnético, cuando se conoce el valor del campo eléctrico, el voltaje de inducción es

La fórmula (2) se aplica generalmente por debajo de l = 150 / f, y F se utiliza para frecuencias electromagnéticas en mhz.

La experiencia de los diseñadores de PCB es que si se supera este límite, el cálculo del voltaje máximo de inducción se puede reducir a: 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 se discutirá 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 de interferencia:

A. el voltaje de acoplamiento de resistencia capacitiva es

El tipo (4) RV es el valor paralelo de la resistencia cercana y la resistencia lejana del Circuito de interferencia. Resistencia en serie acoplada inductivamente

Si hay ruido de modo común en la fuente de interferencia, la interferencia de línea a línea generalmente representa dos formas de modo común y modo diferencial. 5) acoplamiento de líneas eléctricas. Se refiere al fenómeno de que las líneas de alimentación de ca o DC están sujetas a interferencias electromagnéticas y transmiten estas interferencias a otros equipos. 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 que también puede ser causado por interferencias externas, y luego el ruido se superpone al ruido generado por sí mismo (radiación o conducción) para interferir con otros circuitos o equipos.

Las contramedidas para eliminar la interferencia acústica de la fuente de alimentación pueden inhibir eficazmente la interferencia acústica de la fuente de alimentación de acuerdo con las diferentes manifestaciones y causas de la interferencia acústica de la fuente de alimentación, y las condiciones en las que se produce.

La solución es:

1) preste atención a los agujeros a través de la tabla de madera. El agujero a través hace necesario grabar la apertura en la capa de potencia para permitir que el espacio pase por el agujero a través.

Si la capa de potencia está demasiado abierta, inevitablemente afectará el circuito de señal, la señal se verá obligada a desviarse, el área del circuito aumentará y el ruido aumentará. Si algunas líneas de señal se concentran cerca de la apertura, esta parte del circuito compartido, la resistencia pública, desencadenará una conversación cruzada.

2) el cable necesita suficiente cable de tierra.

Cada señal necesita tener su propio bucle de señal especial. La señal del bucle y el área del bucle son lo más pequeños posible, lo que significa que la señal es paralela al bucle.

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. Es un filtro de radiofrecuencia bidireccional que no solo filtra la interferencia acústica introducida por la línea eléctrica (evita la interferencia de otros dispositivos), sino que también filtra el ruido generado por sí mismo (evita la interferencia con otros dispositivos) y puede inhibir la interferencia de modo común en el modo serie.

4) transformador de aislamiento de energía. El circuito de tierra de modo común del Circuito de alimentación o del cable de señal está separado, lo que 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 abarca las partes analógicas y digitales, se puede colocar un bucle en la señal para reducir el área del bucle.

8) evitar fuentes de alimentación separadas que se superpongan entre diferentes capas.

Escalonar tanto como sea posible, de lo contrario el ruido de la fuente de alimentación se puede acoplar fácilmente a través de condensadores parasitarios pasados.

9) aislar los componentes sensibles de pcb.