PCB 뉴스 - PCB 설계의 전원 소음 대책

전원 공급 장치의 내장 임피던스로 인한 분산 소음고주파 PCB에서 전원 노이즈는 고주파 신호에 큰 영향을 미칩니다.따라서 먼저 저소음 전원이 필요합니다.깨끗한 바닥은 깨끗한 전원과 마찬가지로 중요합니다.공모장 교란.전원과 접지 사이의 소음을 가리킨다.그것은 간섭된 회로로 형성된 회로와 어떤 전원의 공공 참조 표면으로 인해 발생하는 공통 모드 전압으로 인한 간섭이다.그것의 값은 상대 전장과 자기장에 달려 있다.힘은 힘에 달려 있다.

고주파 PCB 보드에서 더 중요한 간섭 유형은 전원 노이즈입니다.고주파 PCB 보드 전력 소음의 특징과 발생 원인을 체계적으로 분석하고 공정 응용과 결합하여 매우 효과적이고 간단한 해결 방안을 제시했다.

전원 노이즈 분석

전원 노이즈는 전원 공급 장치 자체에서 발생하는 노이즈 또는 간섭으로 인한 노이즈입니다.간섭은 다음과 같은 몇 가지 측면에서 나타납니다.

1) 전원 공급 장치 자체의 고유 임피던스로 인한 분산 노이즈.고주파 회로에서 전원 소음은 고주파 신호에 대한 영향이 비교적 크다.따라서 먼저 저소음 전원이 필요합니다.깨끗한 바닥은 깨끗한 전원만큼 중요하다.

이상적으로 전원 공급 장치에는 임피던스가 없으므로 소음이 없습니다.그러나 실제 전원 공급 장치에는 일정한 임피던스가 있으며 임피던스는 전체 전원 공급 장치에 분산되어 있습니다.따라서 노이즈도 전원 공급 장치에 겹쳐집니다.따라서 전원 공급 장치의 임피던스를 최소화하고 전용 전원 레이어와 접지층을 사용하는 것이 좋습니다.고주파 회로 설계에서 일반적으로 레이어로 전원을 설계하는 것이 버스로 설계하는 것보다 좋으며, 이렇게 하면 루프가 항상 임피던스가 가장 적은 경로를 따를 수 있다.또한 전원 기판은 PCB 보드에서 생성 및 수신되는 모든 신호에 대한 신호 루프를 제공하여 신호 루프를 최소화하여 소음을 줄여야 합니다.

2) 공모장 간섭.전원과 접지 사이의 소음을 가리킨다.그것은 간섭된 회로로 형성된 회로와 어떤 전원의 공공 참조 표면으로 인해 발생하는 공통 모드 전압으로 인한 간섭이다.그것의 값은 상대 전장과 자기장에 달려 있다.힘은 힘에 달려 있다.

이 채널에서 Ic의 하강은 수신 부분에 영향을 주는 직렬 전류 회로의 동일 모드 전압을 초래합니다.자기장이 지배적인 경우 직렬 접지 회로에서 발생하는 공통 모드 전압 값은 다음과 같습니다.

Vcm=-（â³B/â³t）*S（1）

공식 (1) 에서 Isla B는 자기통 밀도의 변화, Wb/m2;S는 면적, m2.

전자기장의 경우 전장 값이 알려진 경우 감지 전압은 다음과 같습니다.

Vcm=（L*h*F*E/48）（2）

등식 (2) 은 일반적으로 L=150/F 또는 그 이하에 적용되며, 여기서 F는 MHz 단위의 전자파의 주파수이다.

이 한계를 초과하면 최대 감응 전압의 계산을 다음과 같이 단순화할 수 있습니다.

Vcm=2*h*E（3）

3) 차형장 간섭.전원 공급 장치와 입력 및 출력 전원 코드 사이의 간섭을 나타냅니다.실제 PCB 설계에서 필자는 전원 소음에서 차지하는 비율이 매우 작다는 것을 발견했기 때문에 여기서 토론할 필요가 없다.

4) 선로 간 간섭.전력선 사이의 간섭을 가리킨다.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 간섭되는 회로의 근거리 저항과 원거리 저항의 병렬 값입니다.

b. 감지 결합을 통한 직렬 저항

V=M1-2*â³Ic/â³t（5）

간섭 소스에 공통 모드 노이즈가 있는 경우 선 대 선 간섭은 일반적으로 공통 모드와 차동 모드로 이루어집니다.

5) 전력선 결합.AC 또는 DC 전원 코드가 전자기 간섭을 받으면 전원 코드가 다른 장치에 간섭을 전달하는 현상입니다.이것은 전원 소음이 고주파 회로에 대한 간접적인 방해이다.주의해야 할 점은 전원의 소음은 반드시 자신이 산생한것이 아니며 외부교란으로 인한 소음일수도 있다. 그런 다음 이런 소음을 자신이 산생한 소음 (복사 또는 전도) 과 중첩시켜 기타 회로나 설비를 교란해야 한다.

전원 소음 간섭 제거 대책

위에서 분석한 전원 소음 간섭의 서로 다른 표현 형식과 원인을 감안하여 목적성 있게 그 발생 조건을 파괴하여 전원 소음의 간섭을 효과적으로 억제할 수 있다.솔루션은 다음과 같습니다.

1) 보드의 구멍을 확인합니다.구멍을 뚫으려면 구멍이 뚫린 공간을 확보하기 위해 출력 레이어의 개구를 식각해야 합니다.만약 전력층의 개구부가 너무 크면 불가피하게 신호환로에 영향을 주고 신호는 핍박에 의해 옆길로 가게 되며 환로면적이 증가되고 소음이 증가된다.또한 일부 신호선이 개구 근처에 집중되어 이 루프를 공유하면 공용 임피던스로 인해 인터럽트가 발생합니다.

2) 케이블을 연결하려면 충분한 접지선이 필요합니다.각 신호에는 고유한 전용 신호 루프가 필요하며 신호와 루프의 루프 면적은 가능한 작아야 합니다. 즉, 신호와 루프는 평행해야 합니다.

3) 전원 소음 필터를 배치합니다.전원 공급 장치 내부의 소음을 효과적으로 억제하고 시스템의 간섭과 안전성을 향상시킬 수 있습니다.전원 코드에서 유입된 노이즈 간섭 (다른 장치의 간섭을 방지) 뿐만 아니라 다른 장치의 간섭을 방지하기 위해 자체 생성된 노이즈를 필터링하고 직렬 모드 공통 모드를 방해하는 양방향 무선 필터입니다.둘 다 억제 작용을 한다.

4) 전원 격리 변압기.신호 케이블의 전원 회로 또는 공통 모드 접지 회로를 분리하면 고주파에서 발생하는 공통 모드 회로 전류를 효과적으로 격리할 수 있습니다.

5) 전원 조절기.더 깨끗한 전원 공급 장치를 다시 확보하면 전원 공급 장치의 소음 수준을 크게 줄일 수 있습니다.

6) 연결.전원 공급 장치의 입력 및 출력 케이블은 미디어 보드의 가장자리에 배치되어서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 방사선이 발생하여 다른 회로 또는 장치를 방해하기 쉽습니다.

7) 독립적인 아날로그 및 디지털 전원 공급 장치.고주파 장치는 일반적으로 디지털 노이즈에 민감하므로 전원 공급 장치 입구에서 분리하여 연결해야 합니다.신호가 아날로그 및 디지털 섹션을 통과해야 하는 경우 신호 범위에 루프를 배치하여 루프 면적을 줄일 수 있습니다.그림 4와 같습니다.

8) 계층 간에 별도의 전원 공급 장치가 겹치지 않도록 합니다.가능한 한 엇갈려라. 그렇지 않으면 전원 소음이 기생용량을 통해 쉽게 결합될 것이다.

9) 중요한 구성 요소를 분리합니다.잠금 고리(PLL)와 같은 일부 부품은 전원 노이즈에 매우 민감합니다.전원 공급 장치에서 최대한 멀리 떨어지게 하십시오.

10) 전원 코드를 배치합니다.신호 루프를 줄이기 위해 전원 코드를 신호선 가장자리에 배치하여 노이즈를 줄일 수 있습니다.

11) 전원 소음 간섭 회로 기판 및 외부 간섭으로 인한 전원 누적 소음을 방지하기 위해 간섭 경로 (방사선 제외) 에서 바이패스 콘덴서를 접지하여 소음 바이패스를 접지하여 다른 장치 및 장치에 간섭을 방지할 수 있습니다.

결론

전원 노이즈는 직접 또는 간접적으로 전원 공급 장치에서 발생하며 회로를 방해합니다.회로에 미치는 영향을 억제할 때는 일반적인 원칙을 따라야 한다.한편으로 가능한 한 전원 소음을 방지해야 합니다.다른 한편으로 회로의 영향도 외부나 회로가 전원에 미치는 영향을 최소화하여 전원의 소음을 악화시키지 않도록 해야 한다.