Technologie PCB - Bruit d'alimentation pour PCB haute fréquence dans la conception de PCB

Résumé: le système de cet article analyse les différentes formes et causes des interférences de bruit de puissance de la carte PCB à haute fréquence et, par dérivation de formule, en combinaison avec l'expérience de l'ingénierie, présente les contre - mesures correspondantes et, enfin, résume les principes généraux à suivre pour supprimer le bruit de puissance. Bruit de puissance. Dans les cartes PCB haute fréquence, la perturbation la plus importante est le bruit d'alimentation.

Sur la base de l'analyse systématique des caractéristiques et des causes du bruit de puissance de la carte PCB haute fréquence, combinée à des applications d'ingénierie, quelques solutions très efficaces et simples ont été proposées.

Analyse du bruit d'alimentation le bruit d'alimentation fait référence au bruit généré par l'alimentation elle - même ou au bruit résultant de perturbations. L'interférence se manifeste de plusieurs façons: 1) Bruit distribué causé par l'impédance intrinsèque de l'alimentation elle - même. Dans les circuits haute fréquence, le bruit d'alimentation a une grande influence sur les signaux haute fréquence. Il faut donc d'abord une alimentation à faible bruit.

Un sol propre est aussi important qu'une électricité propre. Idéalement, l'alimentation n'a pas d'impédance et donc pas de bruit. Cependant, en pratique, l'alimentation a une certaine impédance et l'impédance est répartie sur toute l'alimentation, de sorte que le bruit se superpose également à l'alimentation. L'impédance de l'alimentation doit donc être minimisée et il est préférable d'utiliser des couches d'alimentation et de mise à la terre spéciales.

Dans la conception de circuits haute fréquence, l'alimentation sous forme de conception de couche est généralement meilleure que sous forme de conception de bus, de sorte que le circuit suit toujours le chemin de l'impédance minimale.

En outre, la carte d'alimentation fournit également une boucle de signal pour tous les signaux générés et reçus sur le PCB, ce qui minimise la boucle de signal et réduit le bruit. 2) interférence de champ de mode commun.

Fait référence au bruit entre l'alimentation et la terre. En effet, l'alimentation est provoquée par une perturbation de la tension de mode commun provoquée par la boucle formée par le circuit perturbateur et le plan de référence commun. Sa valeur dépend des intensités relatives des champs électriques et magnétiques à régler. Sur ce canal, une diminution de IC provoquera une tension de mode commun dans la boucle de courant série, affectant ainsi la partie réception.

Si le champ magnétique occupe une position principale, la tension de mode commun générée dans la boucle série est:

L'îlot B de la formule (1) est la variation de l'intensité de l'induction magnétique, WB / m2; S est la superficie, m2.

Dans le cas d'un champ électromagnétique, lorsque la valeur du champ électrique est connue, la tension induite est

La formule (2) s'applique généralement en dessous de l = 150 / F, f étant utilisé pour les fréquences électromagnétiques en MHz.

L'expérience des concepteurs de PCB est que si cette limite est dépassée, le calcul de la tension maximale induite peut être réduit à: 3) interférence de champ de mode différentiel. Se réfère à l'interférence entre l'alimentation et les lignes d'alimentation d'entrée et de sortie.

Dans la conception réelle du PCB, les auteurs ont constaté qu'il représentait un faible pourcentage du bruit d'alimentation, de sorte qu'il ne sera pas discuté ici. 4) interférence entre les lignes. Fait référence aux interférences entre les lignes électriques.

En présence d'une capacité mutuelle C et d'une inductance mutuelle M1 - 2 entre deux circuits parallèles différents, un circuit perturbateur apparaît si une tension VC et un courant IC sont présents dans le circuit source perturbateur:

A. la tension du couplage d'impédance Capacitive est

Type (4) RV est la valeur parallèle des résistances proximale et distale du circuit perturbateur. B. résistance série couplée par inductance

Si un bruit de mode commun est présent dans la source d'interférence, l'interférence ligne à ligne représente généralement les deux formes de mode commun et de mode différentiel. 5) couplage de ligne électrique. Fait référence au phénomène selon lequel une ligne d'alimentation en courant alternatif ou continu est soumise à des perturbations électromagnétiques et transmet ces perturbations à d'autres appareils. Il s'agit d'une perturbation indirecte du circuit haute fréquence par le bruit d'alimentation.

Il est à noter que le bruit de l'alimentation n'est pas nécessairement généré par elle - même, il peut également s'agir d'un bruit induit par des perturbations externes, le bruit étant alors superposé à un bruit généré par elle - même (rayonnement ou conduction), perturbant d'autres circuits ou dispositifs.

Les contre - mesures pour éliminer les interférences de bruit d'alimentation peuvent être ciblées sur différentes manifestations et causes des interférences de bruit d'alimentation, peuvent être ciblées sur les conditions dans lesquelles elles se produisent, supprimant efficacement les interférences du bruit d'alimentation.

La solution est:

1) faites attention aux trous traversants dans la planche en bois. Les Vias rendent nécessaire la gravure des ouvertures sur la couche de puissance pour permettre le passage de l'espace à travers les vias.

Si l'ouverture de la couche de puissance est trop grande, cela affectera inévitablement la boucle de signal, le signal est forcé de Bypass, la zone de boucle augmente et le bruit augmente. Si certaines lignes de signal sont concentrées près de l'ouverture, cette partie du circuit est partagée et l'impédance commune déclenchera la diaphonie.

2) le câble a besoin d'un cordon de terre suffisant.

Chaque signal doit avoir sa propre boucle de signal dédiée. Le signal et la zone de boucle de la boucle sont aussi petits que possible, ce qui signifie que le signal est parallèle à la boucle.

3) placez le filtre de bruit de l'équipement d'alimentation. Il peut efficacement supprimer le bruit à l'intérieur de l'alimentation et améliorer la résistance aux interférences et la sécurité du système. Il s'agit d'un filtre RF bidirectionnel qui filtre non seulement les interférences de bruit introduites par les lignes électriques (pour éviter les interférences avec d'autres appareils), mais aussi le bruit généré par lui - même (pour éviter les interférences avec d'autres appareils) et peut supprimer les interférences de mode commun en mode série.

4) transformateur d'isolation de puissance. La boucle de mise à la terre de mode commun du circuit d'alimentation ou du câble de signal est séparée et permet d'isoler efficacement le courant de boucle de mode commun généré par les hautes fréquences.

5) régulateur de puissance.

Retrouver une alimentation plus propre peut réduire considérablement le niveau sonore de votre alimentation.

6) câblage.

Les lignes d'entrée et de sortie de l'alimentation ne doivent pas être posées sur les bords de la plaque diélectrique, sinon elles sont susceptibles de générer des radiations et de perturber d'autres circuits ou appareils.

7) Alimentation analogique et numérique indépendante. Les appareils haute fréquence sont généralement très sensibles au bruit numérique, de sorte que les deux doivent être séparés et connectés à l'entrée de l'alimentation. Si le signal traverse les parties analogique et numérique, vous pouvez placer une boucle sur le signal pour réduire la zone de boucle.

8) Évitez les alimentations séparées qui se chevauchent entre les différentes couches.

Aussi décalé que possible, sinon le bruit d'alimentation est facilement couplé par des capacités parasites du passé.

9) isoler les composants PCB sensibles.