Teknologi Microwave - Solve the High-Frequency PCB power supply noise interference

Dalam papan PCB frekuensi tinggi, salah satu gangguan yang paling penting ialah bunyi bekalan kuasa. Berdasarkan analisis sistemik ciri-ciri dan penyebab bunyi bekalan kuasa pada papan PCB frekuensi tinggi, dan bergabung dengan aplikasi teknik, beberapa penyelesaian yang efektif dan mudah ditetapkan.

Bunyi yang disebarkan disebabkan kekurangan bekalan kuasa sendiri. Dalam papan sirkuit frekuensi tinggi, bunyi bekalan kuasa mempunyai pengaruh besar pada isyarat frekuensi tinggi. Oleh itu, bekalan kuasa bunyi rendah diperlukan dahulu. Tanah bersih sama penting dengan kuasa bersih, gangguan medan mod umum. Ia merujuk kepada bunyi antara bekalan kuasa dan tanah, yang disebabkan oleh gangguan bekalan kuasa oleh loop yang terbentuk oleh sirkuit terganggu dan tenaga-mod umum yang disebabkan oleh permukaan rujukan umum, nilainya bergantung pada kekuatan relatif medan elektrik dan magnetik.

1., Analisi bunyi bekalan kuasa

Suara bekalan kuasa merujuk kepada bunyi yang dijana oleh bekalan kuasa sendiri atau disebabkan oleh gangguan. Penggangguannya muncul dalam aspek berikut:

1) Bunyi terkirim disebabkan oleh impedance yang ada pada bekalan kuasa sendiri. Dalam sirkuit frekuensi tinggi, bunyi bekalan kuasa mempunyai pengaruh besar pada isyarat frekuensi tinggi. Oleh itu, bekalan kuasa bunyi rendah diperlukan dahulu. Tanah bersih sama penting dengan kuasa bersih.

Sebuah bekalan kuasa ideal tidak mempunyai impedance dan oleh itu tidak ada bunyi. Bagaimanapun, dalam situasi sebenar, bekalan kuasa mempunyai impedance tertentu, dan impedance dihantar pada seluruh bekalan kuasa, jadi bunyi juga akan ditolak pada bekalan kuasa. Oleh itu, kekurangan bekalan kuasa perlu dikurangkan sebanyak yang mungkin, dan lebih baik untuk mempunyai lapisan kuasa istimewa dan lapisan tanah. Dalam rancangan sirkuit frekuensi tinggi, umumnya lebih baik untuk merancang bekalan kuasa sebagai lapisan daripada sebagai bas, sehingga loop sentiasa boleh mengikut laluan dengan impedance terrendah. Selain itu, papan kuasa perlu menyediakan gelung isyarat untuk semua isyarat yang dijana dan diterima pada PCB, demikian mengurangkan gelung isyarat dan demikian mengurangkan bunyi.

2) Sambungan kabel kuasa. Selepas kabel kuasa AC atau DC menerima gangguan elektromagnetik, kabel kuasa menghantar gangguan ke peranti lain. Ini adalah gangguan langsung bunyi bekalan kuasa ke sirkuit frekuensi tinggi. Perlu dicatat bahawa bunyi bekalan kuasa tidak perlu dihasilkan oleh diri sendiri, tetapi juga boleh menjadi bunyi yang disebabkan oleh gangguan luaran, dan kemudian bunyi ditolak dengan bunyi yang dihasilkan oleh diri sendiri (radiasi atau kondukti) untuk mengganggu sirkuit atau peranti lain.

3) gangguan medan mod umum. Ia merujuk kepada bunyi antara bekalan kuasa dan tanah, yang disebabkan oleh gangguan bekalan kuasa oleh loop yang terbentuk oleh sirkuit terganggu dan tenaga-mod umum yang disebabkan oleh permukaan rujukan umum, nilainya bergantung pada kekuatan relatif medan elektrik dan magnetik.

Pada saluran ini, drop dalam Ic akan menyebabkan tegangan mod-umum dalam loop semasa siri, mempengaruhi bahagian yang menerima. Jika medan magnetik dominasi, nilai bagi tekanan mod-biasa yang dijana dalam gelung bumi siri ialah:

Vcm = -- (△B/△t) * S (1)

Dalam Persamaan (1), δ B adalah perubahan intensiti induksi magnetik, Wb/m2; S ialah kawasan, m2.

Jika ia adalah medan elektromagnetik dan nilai medan elektriknya diketahui, tenaga induknya ialah:

Vcm = (L*h*F*E/48) (2)

Formula (2) biasanya berlaku di bawah L=150/F, di mana F ialah frekuensi gelombang elektromagnetik MHz.

Jika had ini melebihi, pengiraan tekanan maksimum yang didorong boleh dipadamkan sebagai:

Vcm = 2*h*E (3)

3) Pergangguan medan mod berbeza. Pergangguan antara bekalan kuasa dan kabel kuasa input dan output. Dalam rancangan PCB sebenar, penulis mendapati bahawa proporsinya dalam bunyi bekalan kuasa sangat kecil, jadi ia tidak boleh dibahas di sini.

4) Interline interference. Pergangguan antara garis kuasa. Apabila terdapat kapasitas saling C dan induksi saling M1-2 antara dua litar selari yang berbeza, jika terdapat voltasi VC dan IC semasa dalam litar sumber gangguan, maka litar gangguan akan muncul:

A. Tekanan yang dipasang melalui impedance kapasitif adalah

Vcm = Rv* c1-2 *△Vc/△t (4)

Dalam Formula (4), Rv adalah nilai selari bagi lawan setempat sirkuit gangguan dan lawan jauh.

B. Keperlawanan seri melalui sambungan induktif

V = M1-2*△Ic/△t (5)

Jika terdapat bunyi mod umum dalam sumber gangguan, gangguan diantara baris secara umum dalam dua bentuk: mod umum dan mod perbezaan.

2, Keputusan untuk menghapuskan gangguan bunyi bekalan kuasa

Menurut analisis di atas bagi bentuk berbeza gangguan bunyi kuasa dan penyebabnya, boleh ditujukan untuk menghancurkan keadaan kejadiannya, boleh menekan gangguan bunyi kuasa secara efektif. Solusi adalah:

1) Pay attention to the through-hole on the plate. Melalui lubang memerlukan terbuka tertulis dalam lapisan kuasa untuk meninggalkan ruang untuk melalui lubang untuk melewati. Jika pembukaan lapisan bekalan kuasa terlalu besar, sirkuit isyarat akan terpengaruh dan isyarat akan dipaksa untuk mengelak, kawasan sirkuit akan meningkat dan bunyi akan meningkat. Pada masa yang sama, jika beberapa garis isyarat berkoncentrasi dekat pembukaan dan berkongsi seksyen ini sirkuit, impedance umum akan menyebabkan salib bercakap.

2) Letakkan penapis bunyi bekalan kuasa. Ia boleh menekan bunyi dalaman bekalan kuasa dan meningkatkan antigangguan dan keselamatan sistem. Dan ia adalah penapis rf dua arah, tidak hanya boleh menapis gangguan bunyi dari tali kuasa (untuk mencegah gangguan peralatan lain), tetapi juga boleh menapis keluar bunyi yang dijana oleh diri sendiri (untuk menghindari gangguan peralatan lain), ke mod siri, gangguan mod umum mempunyai kesan halang.

3) Pengubah isolasi kuasa. Dengan memisahkan gelung kuasa atau gelung tanah modus umum kabel isyarat, ia boleh secara efektif mengisolasi semasa gelung modus umum yang dijana pada papan sirkuit frekuensi tinggi.

4) Pengatur kuasa. Pemulihan bekalan kuasa yang lebih bersih boleh mengurangi tingkat bunyi kuasa.

5) Kawalan. Garis input dan output bekalan kuasa tidak patut ditempatkan di pinggir papan media. Jika tidak, radiasi mungkin akan dijana dan sirkuit atau peranti lain boleh diganggu.

6) Memisahkan bekalan kuasa analog dan digital. Peranti frekuensi tinggi secara umum sangat sensitif kepada bunyi digital, sehingga ia sepatutnya dipisahkan dan disambung ke masukan kuasa. Jika isyarat hendak melampaui bahagian analog dan digital, gelung boleh ditempatkan melalui isyarat untuk mengurangkan kawasan gelung.

7) Lupakan saling meliputi sumber kuasa terpisah antara lapisan yang berbeza. Tangkap sebanyak mungkin, jika tidak, bunyi bekalan kuasa boleh dengan mudah melewati sambungan kapasitif parasit.

8) Isolasi komponen sensitif. Beberapa unsur, seperti gelung terkunci fasa (PLL), sangat sensitif kepada bunyi bekalan kuasa dan patut disimpan sejauh mungkin dari bekalan kuasa.

9) Cukup kawat tanah diperlukan untuk sambungan. Setiap isyarat perlu mempunyai loop isyaratnya, dan kawasan loop isyarat dan loop seharusnya sebanyak mungkin, iaitu, isyarat dan loop seharusnya selari.

10) Letakkan tali kuasa. Untuk mengurangi gelung isyarat, bunyi boleh dikurangi dengan meletakkan garis kuasa di tepi garis isyarat.

11) Untuk mencegah gangguan bunyi bekalan kuasa ke papan sirkuit dan bunyi kumulatif disebabkan gangguan luaran kepada bekalan kuasa, kondensator bypass boleh disambungkan pada laluan gangguan (kecuali radiasi) sehingga bunyi boleh dilewati ke tanah untuk menghindari gangguan dengan peralatan dan peralatan lain.

3, Kesimpulan

Suara bekalan kuasa dihasilkan dari bekalan kuasa secara langsung atau tidak langsung ke, dan gangguan, sirkuit dalam menekan pengaruhnya pada sirkuit, patut mengikut prinsip umum, iaitu: pada satu sisi, sejauh mungkin untuk mencegah suara bekalan kuasa pada pengaruh papan sirkuit frekuensi tinggi, pada sisi lain, - juga ingin mengurangi kesan pada bekalan kuasa atau litar, supaya tidak mengurangi bunyi kuasa.