PCB 블로그 - 고주파 PCB 설계의 전원 잡음 솔루션

고주파 PCB 보드에서 가장 중요한 간섭 유형은 전원 노이즈입니다.고주파 PCB 보드 전원 노이즈의 특징과 원인을 체계적으로 분석하고 엔지니어링 응용프로그램과 결합하여 매우 효과적이고 간단한 솔루션을 제공합니다.

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 대한 영향이 비교적 크다.따라서 먼저 저소음 전원이 필요합니다.깨끗한 바닥은 깨끗한 전력과 마찬가지로 중요하다.

이상적으로 전원 공급 장치에는 임피던스가 없으므로 소음이 없습니다.그러나 실제 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 있어야 한다.고주파 회로 설계에서 일반적으로 레이어로 전원을 설계하는 것이 버스로 설계하는 것보다 좋으므로 루프가 항상 임피던스 경로를 따를 수 있습니다.또한 전원 기판은 PCB에서 생성되고 수신되는 모든 신호에 신호 루프를 제공해야 하므로 신호 루프의 소음을 줄일 수 있습니다.

2) 공모장 간섭.전원 공급 장치와 접지 사이의 노이즈입니다.그것은 간섭된 회로로 형성된 루프와 공용 참조 평면으로 인한 공통 모드 전압으로 인한 전원으로 인한 간섭이다.그것의 값은 전장과 자기장 사이의 상대적인 관계에 달려 있다.강하거나 허약하다.

이 채널에서 Ic의 하강은 직렬 전류 회로의 공통 모드 전압을 초래하여 수신기 부분에 영향을 줍니다.자기장이 지배적인 경우 직렬 접지 회로에서 발생하는 공통 모드 전압 값은 다음과 같습니다.

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 토론하지 않는다.

4) 전력선 결합.AC 또는 DC 전원 코드가 전자기 간섭을 받으면 전원 코드가 다른 장치로 간섭을 전송하는 현상을 말합니다.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 다양한 표현 형식과 원인에 따라 발생하는 조건에 맞추어 전원 소음의 간섭을 효과적으로 억제할 수 있다.솔루션은 다음과 같습니다.

1) 보드의 구멍을 확인합니다.구멍을 뚫으려면 전원 공급 장치 레이어에 구멍이 뚫린 공간을 위해 구멍을 식각해야 합니다.만약 전력층의 개구가 너무 크면 불가피하게 신호환로에 영향을 주고 신호는 핍박에 의해 우회하게 되며 환로면적은 증가되고 소음은 증가된다.또한 일부 신호선이 개구 근처에 집중되어 루프의 이 부분을 공유하면 공용 임피던스로 인해 인터럽트가 발생합니다.

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

3) 전원 소음 필터를 배치합니다.전원 공급 장치 내부의 소음을 효과적으로 억제하고 시스템의 간섭과 안전성을 향상시킬 수 있습니다.또한 전원 코드에서 유입된 노이즈 간섭 (다른 장치의 간섭을 방지) 뿐만 아니라 자체적으로 발생하는 노이즈 (다른 장치의 간섭을 방지) 를 필터링하고 직렬 모드와 공통 모드를 방해하는 양방향 무선 필터입니다.둘 다 억제됩니다.

4) 전원 격리 변압기.신호 케이블을 분리하는 전원 회로 또는 공통 모드 접지 회로는 고주파에서 발생하는 공통 모드 회로 전류를 효과적으로 격리할 수 있습니다.

5) 전력 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 놓지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 방사선이 발생하여 다른 회로 또는 장치를 방해하기 쉽습니다.

7) 아날로그 전원과 디지털 전원은 분리되어야 합니다.고주파 장치는 일반적으로 디지털 노이즈에 민감하므로 전원 공급 장치 입구에서 분리되어 연결되어야 합니다.신호가 아날로그와 디지털 섹션을 통과하려면 신호가 교차하는 지점에 루프를 배치하여 루프 면적을 줄일 수 있습니다.그림 4.

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

9) 중요한 구성 요소를 분리합니다.잠금 고리 (PLL) 와 같은 일부 부품은 전원 소음에 매우 민감하므로 가능한 한 전원에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.

10) 전원 코드를 배치합니다.신호 루프를 줄이기 위해 신호선 옆에 전원 코드를 배치하여 소음을 줄일 수 있습니다.

11) 전원 소음으로 인한 회로 기판 간섭 및 외부 간섭으로 인한 전원 누적 소음을 방지하기 위해 간섭 경로 (방사선 제외) 에서 바이패스 콘덴서를 병렬 접지함으로써 소음 바이패스를 접지하여 다른 장치와 장치에 대한 간섭을 피할 수 있다.

전원 노이즈는 직접 또는 간접적으로 전원 공급 장치에서 발생하며 회로를 방해합니다.회로에 미치는 영향을 억제할 때는 전원 소음을 최대한 방지할 필요가 있다는 일반적인 원칙을 따라야 합니다.다른 한편으로 전기회로의 영향도 외부나 전기회로가 전원에 미치는 영향을 최소화하여 전원이 PCB판에 미치는 소음을 악화시키지 않도록 해야 한다.