Deoarece circuitele digitale utilizează semnale de impulsuri cu margini scurte de creștere / scădere, acestea emit unde electromagnetice nedorite (zgomot), inclusiv componente de înaltă frecvență către exterior și răspund sensibil la undele electromagnetice (zgomot) din exterior, provocând defecțiuni. În plus, există și probleme în circuit, cum ar fi distorsiunea intermodulației între linii și fluctuațiile de tensiune ale sursei de alimentare cauzate de schimbări bruște de curent atunci când dispozitivele digitale sunt pornite / oprite. În acest fel, este necesar să se ia în considerare circuitul constant distribuit compus din inductanță de cablare și capacitate parazitară în circuitul digital pentru a preveni depășirea și depășirea provocării haosului formei de undă și reflectarea semnalului, întârzierea, atenuarea și distorsiunea intermodulației interferenței electromagnetice între linii. Filtrele și ecranele care rezolvă această problemă sunt toate tehnologii analogice.
Datorită aplicării tehnologiei circuitelor digitale în controlul automobilelor, trenurilor și aparatelor de radio, a obținut o fiabilitate ridicată cu o fiabilitate ridicată, care nu se putea realiza anterior cu tehnologia analogică. Cu toate acestea, zgomotul poate provoca defecțiuni ale sistemului și ale circuitului și este o problemă fatală, în special pentru mașini. Chiar dacă circuitul analogic are zgomot, acesta reduce doar temporar acuratețea datelor. Odată ce zgomotul dispare, acesta are caracteristicile funcției de auto-recuperare. Prin urmare, combinarea circuitelor digitale funcționale și a circuitelor analogice cu capacități de auto-recuperare / auto-confirmare va fi o soluție sigură pentru a preveni defecțiunile cauzate de zgomotul din sistemele de control mobile și circuitele digitale. O atenție specială trebuie acordată proiectării circuitului. După proiectarea circuitului, pentru a verifica lucrul, este necesar să asamblați circuitul pentru experimentare. Dar, ca rezultat, se pare adesea că nu funcționează așa cum a fost conceput. De exemplu, amplificatorul proiectat a devenit un oscilator. În circuitul analogic, zgomotul din circuitul digital este amestecat, ceea ce determină distorsionarea formei de undă a semnalului analogic, funcționarea este instabilă și datele nu pot fi obținute fără probleme.
Pentru circuitele de joasă frecvență, indiferent cine le asamblează, atâta timp cât cablarea nu este conectată greșit, nu există aproape nicio diferență în diferite caracteristici de instalare, cablare și circuit și se pot obține aceleași date. Dar frecvența înaltă este diferită. Datorită diferitelor metode de instalare, în general vor fi obținute date cu caracteristici diferite. În circuitele de înaltă frecvență și circuitele digitale de mare viteză, dacă există o singură linie, se va forma o componentă de inductanță (parazită), iar dacă există două linii, se va forma o componentă de capacitate parazitară și o componentă de inductanță reciprocă (parazitară) între linii, așa-numiții trei paraziți. Cele trei valori parazite formate sunt foarte mici, deci nu este aproape nicio problemă la frecvențe joase, dar influența componentelor C și L nu poate fi ignorată în gama de frecvențe înalte.
Pentru a îmbunătăți performanța mașinii, diferite circuite, cum ar fi circuite analogice de joasă frecvență, circuite digitale de mare viteză, circuite micro-analogice și circuite de curent mare sunt adesea amestecate împreună, ceea ce va provoca instabilitatea circuitului și deteriorarea caracteristicilor de frecvență. Principalul motiv este că cei trei paraziți menționați mai sus nu sunt pe deplin luați în considerare în proiectare, iar fiabilitatea și siguranța nu pot fi menținute. În plus, schema circuitului utilizează doar reprezentarea bidimensională a dispozitivului semiconductor și a parametrilor aglomerați ai R, C și L, dar acest lucru nu reprezintă performanța și funcția circuitului real. Acțiunea reală este spațiul tridimensional, inclusiv frecvența este spațiul cu patru dimensiuni. Prin urmare, circuitul de micro-curent format prin combinația de distorsiune de intermodulare, reflexie, electricitate statică și electromagnetică va afecta caracteristicile și funcțiile circuitului de înaltă frecvență. Conform cerințelor vremurilor, multe dintre circuitele IC recente sunt dispozitive de mare viteză care sunt sensibile la zgomotul de înaltă frecvență. Prin urmare, atunci când utilizați dispozitivul, selectați componentele corespunzătoare în funcție de funcția circuitului și încercați să evitați utilizarea circuitelor IC de viteză mai mare decât este necesar.
În schema de circuit, impedanța sursei de alimentare, a firului de masă și a firului de semnal sunt de obicei considerate zero ohmi. Dar, de fapt, nu există zero ohm și, cu cât frecvența este mai mare, cu atât influența inductanței și a capacității parazitare este mai mare. Ca rezultat, combinația de circuite și influența câmpurilor electromagnetice externe sunt prea mari pentru a fi ignorate, rezultând instabilitatea circuitului și deteriorarea caracteristicilor de frecvență. Problema erorii, zgomotului și întârzierii ar trebui rezolvată în circuitele analogice; în timp ce în circuitele digitale, anti-zgomotul este rezolvat și nu este afectat de întârzierea prin sincronizare, ceea ce este foarte important pentru a îmbunătăți caracteristicile circuitului. Trebuie să fim atenți la influența zgomotului dinamic „electricitate statică”. Există multe surse de zgomot care pot provoca defecțiuni ale echipamentelor electrice, cum ar fi lămpile fluorescente, colectoarele de praf, emițătoarele radio, transformatoarele și convertoarele din jurul nostru. Acestea sunt toate surse de zgomot al câmpului electromagnetic. În plus, sursa de zgomot care provoacă defecțiuni este descărcarea electrostatică.
Datorită curentului de descărcare electrostatică și a tensiunii instantanee de înaltă tensiune, IC-ul va fi distrus, ceea ce va face ca sistemul sau echipamentul să funcționeze defectuos și să funcționeze defectuos. Pentru a preveni descărcarea electrostatică, trebuie luate măsurile necesare de la achiziționarea componentelor până la proiectarea, producția și ambalarea echipamentelor. Următoarele măsuri pot fi luate în ceea ce privește proiectarea:
(1) Evitați utilizarea CI-urilor de mare viteză care depășesc cerințele, acordând o atenție deosebită circuitului de intrare. Când este posibil, circuitul de intrare adoptă un mod diferențial. Circuitul de filtrare ar trebui să fie conectat aproape de IC.
(2) Protecție de intrare pentru semiconductori. În partea de intrare a conectorului, se adaugă un circuit limitator pentru a controla zgomotul sub valoarea tensiunii de rezistență a semiconductorilor. Deoarece poarta CMOS are performanțe slabe de zgomot antistatic, nu este ușor de utilizat în partea de intrare a conectorului. (3) Evitați să utilizați circuite integrate cu întârziere la margine și utilizați metode de strobare sau circuite cu zăvor.
(4) Pentru a suprima rata de apariție a funcționării greșite, ar trebui realizată o logică eficientă scăzută la capătul de control și la capătul de ieșire.
(5) Filtrează intrarea semnalului de înaltă sensibilitate. Filtrați frecvența înaltă în afara benzii de frecvență, ceea ce este foarte important pentru ca amplificatorul operațional să nu introducă semnale prea mari. Acordați atenție și inductanței de plumb a condensatorului utilizat.
(6) Au fost luate și unele măsuri în ceea ce privește software-ul. Deoarece descărcarea electrostatică este un impuls tranzitoriu unic, datele greșite pot fi detectate prin verificări multiple. Un circuit de supraveghere (circuit de supraveghere) este instalat în microcomputer pentru a preveni oprirea accidentală.
(7) Circuitul electronic și cablajul trebuie ținute departe de carcasa metalică care descarcă electricitatea statică.
(8) Piesele de conectare metalice și metalice ale șasiului trebuie să fie strâns legate cu vopseaua îndepărtată și înșurubate cât mai mult posibil.
Pentru a reduce influența câmpului electromagnetic generat de curentul de descărcare, ar trebui luate următoarele măsuri pe placa de circuit imprimat:
(1) Reduceți zona inelului. Datorită reticulării fluxului magnetic în inelul format, curentul va fi indus în inel. Cu cât aria inelului este mai mare, cu atât este mai mare reticularea fluxului magnetic, cu atât este mai mare curentul indus. Prin urmare, pentru a minimiza aria buclei formată din firele de alimentare și de împământare, firele de alimentare și de împământare ar trebui să fie cât mai aproape de cabluri. Instalați un condensator de bypass de înaltă frecvență între sursa de alimentare și firul de masă pentru a reduce zona buclei. Pentru a reduce aria buclei formată între linia de semnal și linia de sol, direcționați semnalul aproape de linia de sol.
(2) Faceți cablajul cel mai scurt. Este necesar să se ia în considerare distribuția lungimilor liniei de semnal. La proiectare, prelungiți linia de semnal cu eficiență redusă și faceți linia de semnal cu eficiență redusă cea mai scurtă. Cablarea dintre dispozitive se face cel mai scurt, iar dispozitivele conectate la liniile de intrare și ieșire sunt instalate în apropierea terminalelor.
(3) Utilizați plăci de circuite cu mai multe straturi, care este văzută în circuite analogice și circuite digitale de mare viteză. În circuitele digitale de mare viteză, spectrul de frecvență al semnalului pulsului are o gamă foarte largă de componente armonice de ordin înalt. Cu cât frecvența de funcționare utilizată este mai mare, cu atât este mai mare influența capacității și inductanței parazite. Presupunând că un curent de înaltă frecvență I curge pe un model cu inductanță L, căderea de tensiune generată de inductanța L este: V = L · di / dt. Modelul este ca o antenă, care trimite zgomotul radiat. Făcând firul de masă o suprafață poate reduce impedanța firului de masă și poate reduce căderea de tensiune cauzată de curentul de descărcare.
(4) Ar trebui luate măsuri anti-statice pentru cablul de interfață: cele două capete ale firului ecranat al cablului sunt conectate la carcasă. Adăugați condensatori de bypass pentru scurtcircuite de înaltă frecvență unde pot apărea bucle de masă. Nu ar trebui să fie conectat la masă logică atunci când nu există masă shell. Pentru cablurile plate, se poate adăuga un fir de împământare între firul de semnal și firul de semnal. Probleme la care ar trebui să se acorde atenție atunci când comutarea sursei de alimentare este utilizată ca sursă de alimentare analogică a semnalului: așa-numita sursă de comutare este o formă de circuit de alimentare care stabilizează tensiunea de ieșire prin modularea impulsului. Deoarece această metodă consumă doar energie în partea de comutare, cu cât este mai mare viteza de comutare, cu atât este mai mare eficiența sursei de alimentare. Prin urmare, sunt utilizate în general dispozitive de comutare de mare viteză. Datorită eficienței sale ridicate, această sursă de alimentare este utilizată pe scară largă de la mașini de mare putere până la mașini mici și ușoare. Cu toate acestea, la comutarea de mare viteză, există o deficiență a scurgerilor de zgomot de comutare. Acest tip de sursă de alimentare pentru circuite analogice va cauza multe probleme.
Când sursa de comutare este utilizată ca sursă de alimentare a circuitului analogic, zgomotul de înaltă frecvență va intra în banda de frecvență a semnalului analogic, iar raportul semnal / zgomot al semnalului analog se va deteriora. Deși zgomotul de comutare este în general de numai 50-100mVpp, care este destul de mic, datorită gamei dinamice mari a semnalului analogic, un astfel de zgomot cauzează adesea probleme. Mai ales atunci când este utilizat în echipamente precum convertoarele A / D, când zgomotul este suprapus asupra semnalului în momentul determinării nivelului de conversie, vor apărea erori de conversie și nu se va obține precizia așteptată. Pentru a rezolva problemele utilizării surselor de alimentare de comutare în circuitele analogice, puteți selecta următoarele două aspecte atunci când selectați sursele de alimentare de comutare: (1) Nivelul de zgomot al sursei de alimentare de comutare este cât mai mic posibil; (2) Componentele de zgomot de comutare nu intră în banda de frecvență a semnalului. Datorită nivelului ridicat al semnalului analogic, zgomotul de comutare nu are niciun efect asupra raportului semnal-zgomot. Pentru a preveni intrarea zgomotului de comutare în banda de frecvență a semnalului, cea mai simplă metodă este selectarea unei surse de alimentare cu o frecvență de comutare mai mare decât cea mai mare bandă de frecvență a semnalului analogic.
Când metoda de mai sus nu poate fi selectată, este necesar să găsiți o modalitate de a reduce zgomotul de comutare generat de sursa de alimentare. Aceste metode includ: (1) Adăugați condensatori extern. (2) Zgomotul de comutare generat de sursa de alimentare externă. (3) Utilizarea combinată a regulatoarelor de serie. Transformatorul de alimentare utilizează trei înfășurări, iar zgomotul poate fi eliminat între înfășurări. Acest tip de sursă de alimentare este o sursă de energie de înaltă eficiență care poate fi utilizată în dispozitivele de comunicații care furnizează energie printr-o linie de transmisie. Partea de recepție a mașinii de comunicații este un circuit analogic care utilizează semnale de inductanță foarte scăzute. Când se utilizează această sursă de alimentare cu comutare redusă, poate rezolva atât probleme de eficiență, cât și probleme de zgomot în același timp.
alt produs nostru:
