Dati PCB - Rumore sul circuito della scheda PCB

Per il rumore sul Scheda PCB, quando si scopre che si verificano interferenze elettromagnetiche nel circuito digitale, la ragione principale è che l'evidente tensione di rumore può essere osservata sulla linea elettrica e sulla linea di terra con un oscilloscopio. Anche se molte persone possono concludere che questi rumori sono la causa di problemi di interferenza elettromagnetica nei circuiti, non sanno come risolverli. Per raggiungere lo scopo di eliminare il rumore, è necessario prima capire come questi rumori sono generati.

1. Rumore sulla linea elettrica

Per uno stadio di uscita tipico del circuito gate, quando l'uscita è alta, Q3 è acceso e Q4 è spento; quando l'uscita è bassa, Q3 è spento e Q4 è acceso. Entrambi questi stati creano un'elevata impedenza tra l'alimentazione elettrica e il terreno, che limita il flusso di corrente dall'alimentazione elettrica. Quando lo stato cambia, Q3 e Q4 sono attivati temporaneamente contemporaneamente. In questo momento, si forma una bassa impedenza a breve termine tra l'alimentazione elettrica e il terreno, con una corrente di picco di 30-100 mA. Quando il livello di uscita del gate cambia da basso a alto, l'alimentazione non solo mantiene la corrente di uscita, ma carica anche la capacità parassitaria per saturare questo picco corrente. Poiché la linea elettrica ha diversi gradi di induttanza, quando la corrente cambia improvvisamente, si genera una tensione indotta. Questo è il rumore osservato sulla linea elettrica. Un breve calo di tensione si verifica a causa dell'impedenza della linea elettrica.

2. Rumore sul terreno

Quando viene generata la corrente di picco di cui sopra, corrente fluirà anche sul filo di terra, specialmente quando il livello di uscita cambia da alto a basso, la capacità parassitaria è scaricata, e la corrente di picco sul filo di terra è più grande. Poiché il filo di massa ha sempre diversi gradi di induttanza, anche la tensione sarà indotta, che provoca rumore del filo di terra. Il rumore sul terreno e le linee elettriche non solo faranno funzionare male il circuito, ma anche generare forti radiazioni elettromagnetiche. "Icc" (corrente sull'alimentazione elettrica): L'ampiezza è diversa a diversi stati di uscita. Quando stabile, anche la corrente è stabile. Quando l'output cambia da basso a alto, è cortocircuito istantaneamente, gli aumenti attuali, e la capacità parassitaria è caricata allo stesso tempo, e la corrente è più grande; quando il livello di uscita cambia da alto a basso, è cortocircuito istantaneamente, e gli aumenti attuali, ma la capacità parassitaria non è carica, Quindi la corrente è più piccola di quando il livello di uscita cambia da basso a alto. Tensione "Vcc" (tensione sull'alimentazione elettrica): Quando Icc cambia bruscamente, L'induttanza L della linea elettrica genererà una tensione indotta "Ldi/dt". "Ig" (corrente di terra): La corrente sulla linea elettrica e lo scarico delle capacità parassitarie nel circuito. L'uscita è stabile e la corrente è stabile. Quando il livello di uscita cambia da basso a alto, c'è un cortocircuito istantaneo e la corrente aumenta. Quando il livello di uscita cambia da alto a basso, c'è un cortocircuito istantaneo, gli aumenti attuali, e la capacità parassitaria scarica allo stesso tempo, e il valore di picco corrente è maggiore di quello quando il livello di uscita cambia da basso a alto. "Vg" (Tensione del cavo di terra): Quando la "Ig" cambia improvvisamente, L'induttanza L del filo di terra avrà una tensione indotta "Ldi/dt".

Linea elettrica,Forma d'onda di tensione del rumore della linea di terra

Anche se il metodo per risolvere la tensione di rumore della linea di terra può impostare la rete della linea elettrica sul circuito stampato per ridurre l'induttanza, ma occupa un sacco di spazio di cablaggio. Al fine di ridurre l'induttanza della linea di alimentazione, I seguenti metodi possono essere adottati: utilizzare il condensatore di accumulo di energia, la cui funzione è quella di fornire al chip la grande corrente richiesta quando lo stato di uscita del circuito cambia, riducendo così la tensione di rumore indotta ed evitando la mutazione della corrente. I condensatori di stoccaggio limitano le variazioni di corrente a un piccolo intervallo e riducono le radiazioni, Quindi aggiungere alcuni condensatori di archiviazione quando si utilizzano reti di linea elettrica o piani di linea elettrica (i sistemi di alimentazione hanno una piccola induttanza) sul circuito stampato. Perché il condensatore di accumulo di energia fornisce alta energia transitoria per il chip, dovrebbe essere il più vicino possibile al chip nella fase di cablaggio, che è, l'area del circuito di alimentazione del condensatore di accumulo di energia deve essere il più piccola possibile, o lo spazio tra il condensatore di accumulo di energia e il terminale di alimentazione del chip e il terminale di terra deve essere mantenuto il più piccolo possibile. Le tracce devono essere il più brevi possibile. La lunghezza della traccia tra il chip e il condensatore di accumulo di energia è la lunghezza dei pin del chip più la lunghezza della traccia del circuito stampato. Pertanto, al fine di ridurre la lunghezza totale di queste due parti, è necessario selezionare chip con perni di alimentazione e perni di terra vicini l'uno all'altro, ed evitare di utilizzare supporti per chip, Chips montati in superficie, ecc. Inoltre, dopo lo scarico del condensatore di accumulo di energia di ogni chip, la carica deve essere ricostituita in tempo per prepararsi al prossimo scarico. Al fine di ridurre il disturbo al sistema di alimentazione elettrica, la carica può essere fornita da un condensatore chiamato accumulo di energia secondaria. Quando ci sono pochi chip sul circuito stampato, un condensatore secondario di accumulo di energia può essere installato all'ingresso della linea elettrica. La capacità del condensatore secondario di accumulo di energia dovrebbe essere più di 5 volte la capacità totale del condensatore di accumulo di energia del chip. Se ci sono molti chip sul circuito stampato, impostare un condensatore secondario di accumulo di energia ogni 5-10 chip. Per questo condensatore dovrebbero essere utilizzati condensatori al tantalio, e l'induttanza di serie dovrebbe essere il più piccolo possibile. Non utilizzare condensatori elettrolitici in alluminio per causare induttanza interna su Scheda PCB.