정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
고주파 PCB 보드에서 가장 중요한 간섭 중 하나는 전원 노이즈입니다.고주파 PCB 보드 전원 소음의 특징과 원인을 체계적으로 분석한 토대에서 공정 응용과 결합하여 효과적이고 간단한 해결 방안을 제시했다.
분산 노이즈는 전원 공급 장치 자체의 고유 임피던스로 인해 발생합니다.고주파 회로 기판에서 전원 소음은 고주파 신호에 큰 영향을 미친다.따라서 먼저 저소음 전원이 필요합니다.깨끗한 땅은 깨끗한 전력만큼이나 중요하며 공모장이 방해합니다.전원과 땅 사이의 소음을 가리키며, 방해를 받는 회로로 형성된 회로가 전원에 대한 방해와 공공 참조 표면으로 인해 발생하는 공통 모드 전압으로 인해 발생하며, 그 값은 전장과 자기장의 상대적인 강도에 달려 있다.
1. 전원 소음 분석
전원 노이즈는 전원 공급 장치 자체에서 발생하는 노이즈 또는 간섭으로 인한 노이즈입니다.간섭은 다음과 같은 몇 가지 측면에서 나타납니다.
1) 분산 노이즈는 전원 공급 장치 자체의 고유 임피던스로 인해 발생합니다.고주파 회로에서 전원 소음은 고주파 신호에 큰 영향을 미친다.따라서 먼저 저소음 전원이 필요합니다.깨끗한 땅은 깨끗한 전력과 마찬가지로 중요하다.
이상적인 전원 공급 장치는 임피던스가 없으므로 소음이 없습니다.그러나 실제 상황에서 전원 공급 장치는 일정한 임피던스를 가지고 있으며 임피던스가 전체 전원 공급 장치에 분포되어 있기 때문에 노이즈도 전원 공급 장치에 겹쳐집니다.따라서 전원 공급 장치의 임피던스는 가능한 한 낮춰야 하며, 특수한 전원 계층과 접지층이 있는 것이 좋다.고주파 회로 설계에서는 일반적으로 전원 공급 장치를 버스가 아닌 계층으로 설계하여 루프가 항상 임피던스가 가장 낮은 경로를 따를 수 있도록 하는 것이 좋습니다.또한 전원 기판은 PCB에서 생성 및 수신되는 모든 신호에 대한 신호 루프를 제공하여 신호 루프를 최소화하고 노이즈를 줄여야 합니다.
2) 전력 케이블 커넥터.AC 또는 직류 전력 케이블이 전자기 간섭을 수신하면 전력 케이블은 간섭을 다른 장치로 전송합니다.이것은 전원 소음이 고주파 회로에 대한 간접적인 방해이다.주의해야 할 점은 전원의 소음은 반드시 자체로 산생된것이 아니며 외부교란으로 인한 소음일수도 있다. 그런 다음 소음을 자체로 산생된 소음 (복사 또는 전도) 과 중첩시켜 기타 회로나 설비를 교란한다.
3) 공모장 간섭.전원과 땅 사이의 소음을 가리키며, 방해를 받는 회로로 형성된 회로가 전원에 대한 방해와 공공 참조 표면으로 인해 발생하는 공통 모드 전압으로 인해 발생하며, 그 값은 전장과 자기장의 상대적인 강도에 달려 있다.
이 채널에서 Ic의 하강은 직렬 전류 회로의 동일 모드 전압을 초래하여 수신 부분에 영향을 줄 수 있습니다.자기장이 지배적인 경우 직렬 접지 회로에서 발생하는 공통 모드 전압 값은 다음과 같습니다.
Vcm=——（â³B/â³t）*S（1）
방정식 (1) 에서 섬 B는 자기 감지 강도의 변화, Wb/m2;S는 면적, m2.
전자기장이고 해당 전장 값이 알려진 경우 감지 전압은 다음과 같습니다.
Vcm=（L*h*F*E/48）（2）
공식 (2) 은 일반적으로 L = 150/F 이하에 적용되며 여기서 F는 전자파 주파수 MHz입니다.
이 한계를 초과하면 최대 감응 전압의 계산을 다음과 같이 단순화할 수 있습니다.
Vcm=2*h*E（3）
3) 차형장 간섭.전원 장치와 입력 및 출력 전원 케이블 간의 간섭실제 PCB 설계에서 필자는 전원 소음에서 차지하는 비율이 매우 작다는 것을 발견했기 때문에 여기서 토론하지 않는다.
4) 회선 간섭.전력선 사이의 간섭.두 개의 서로 다른 병렬 회로 사이에 상호 감지 C와 상호 감지 M1-2가 있을 때 간섭 소스 회로에 전압 VC와 전류 IC가 있으면 간섭 회로가 나타납니다.
A. 커패시터 임피던스 결합을 통한 전압은
Vcm=Rv*c1-2*â³Vc/â³t（4）
공식 (4) 에서 Rv는 회로를 방해하는 로컬 저항과 원격 저항의 병렬 값입니다.
B. 센싱 결합을 통한 직렬 저항
V=M1-2*â³Ic/â³t（5）
간섭 소스에 공통 모드 노이즈가 있는 경우 일반적으로 선로 간 간섭에는 공통 모드와 차동 모드의 두 가지 형태가 있습니다.
2. 전원 소음 방해를 제거하는 대책
상기에서 서로 다른 형태의 전력 소음 간섭과 그 원인을 분석하면 그 발생 조건을 목적성 있게 파괴할 수 있고 전력 소음의 간섭을 효과적으로 억제할 수 있다.솔루션은 다음과 같습니다.
1) 보드의 구멍을 확인합니다.구멍은 구멍을 통과할 공간을 남기기 위해 출력 레이어에 구멍을 식각해야 합니다.만약 전원층의 개구가 너무 크면 신호회로가 영향을 받게 되고 신호는 핍박에 의해 옆길로 가게 되며 회로면적이 증가되고 소음이 증가된다.또한 일부 신호선이 개구 근처에 집중되어 회로의 이 부분을 공유하면 공용 임피던스로 인해 직렬 장애가 발생합니다.
2) 전원 노이즈 필터를 배치합니다.전원 공급 장치 내부 소음을 효과적으로 억제하고 시스템의 간섭과 안전성을 향상시킬 수 있습니다.또한 전원 코드의 노이즈 간섭 (다른 장치의 간섭을 방지) 뿐만 아니라 자체적으로 발생하는 노이즈 (다른 장치의 간섭을 방지) 를 필터링할 수 있는 양방향 무선 주파수 필터로서 직렬 모드, 공통 모드 간섭을 억제합니다.
3) 전원 격리 변압기.신호 케이블의 전원 회로 또는 공통 모드 접지 회로를 분리하여 고주파 회로 기판에서 발생하는 공통 모드 회로 전류를 효과적으로 차단할 수 있습니다.
4) 전력 조절기.더 깨끗한 전원 공급 장치를 재활용하면 소음이 크게 줄어듭니다.
5) 연결.전원 공급 장치의 입력 및 출력 케이블은 미디어 보드의 가장자리에 배치해서는 안 됩니다.그렇지 않으면 방사선이 발생할 수 있고 다른 회로나 장비가 방해받을 수 있습니다.
6) 독립적인 아날로그 및 디지털 전원 공급 장치.고주파 장치는 일반적으로 디지털 노이즈에 민감하므로 분리하여 전원 콘센트에 연결해야 합니다.신호가 아날로그 및 디지털 섹션을 통과하려면 신호에 루프를 배치하여 루프 면적을 줄일 수 있습니다.
7) 계층 간에 별도의 전원 공급 장치가 겹치지 않도록 합니다.가능한 한 엇갈려라. 그렇지 않으면 전원 소음이 기생 용량을 통해 쉽게 결합될 것이다.
8) 민감한 부품의 격리.잠금 고리 (PLL) 와 같은 일부 컴포넌트는 전원 노이즈에 매우 민감하며 가능한 한 전원에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.
9) 연결에는 충분한 접지선이 필요합니다.각 신호에는 고유한 신호 루프가 필요하며 신호와 루프의 루프 면적은 가능한 작아야 합니다. 즉, 신호와 루프가 평행해야 합니다.
10) 전원 코드를 배치합니다.신호 루프를 줄이기 위해 전원 코드를 신호선 가장자리에 배치하여 노이즈를 줄일 수 있습니다.
11) 전원 소음으로 인한 회로 기판 간섭 및 외부 간섭으로 인한 전원 누적 소음을 방지하기 위해 간섭 경로에 바이패스 커패시터 (방사선 제외) 를 연결하여 소음을 바닥으로 바이패스하고 다른 장치 및 장치에 대한 간섭을 방지할 수 있습니다.
3. 결론
전원 소음은 전원에 의해 직접 또는 간접적으로 발생하며 간섭, 회로가 회로에 미치는 영향을 억제할 때는 전원 소음이 고주파 회로 기판에 미치는 영향을 가능한 한 방지하는 일반적인 원칙을 따라야 합니다.또한 전원 소음을 악화시키지 않도록 전원 또는 회로에 미치는 영향을 최소화하고 싶습니다.
