Debido a que os circuítos dixitais utilizan sinais de pulso con bordos curtos ascendentes / descendentes, emiten ondas electromagnéticas non desexadas (ruído), incluíndo compoñentes de alta frecuencia cara ao exterior, e responden sensiblemente ás ondas electromagnéticas (ruído) procedentes do exterior, causando mal funcionamento. Ademais, tamén hai problemas no circuíto, como a distorsión da intermodulación entre liñas e as flutuacións da tensión da alimentación causadas por cambios bruscos de corrente cando os dispositivos dixitais están acendidos / apagados. Deste xeito, é necesario considerar o circuíto constante distribuído composto por indutancia de cableado e capacidade parásita no circuíto dixital para evitar que o exceso e o disparo inferior causen o caos da forma de onda e a reflexión do sinal, o atraso, a atenuación e a distorsión da intermodulación da interferencia electromagnética entre liñas. Os filtros e escudos que resolven este problema son tecnoloxías analóxicas.
Debido á aplicación da tecnoloxía de circuítos dixitais no control de automóbiles, trens e radios, conseguiu unha alta fiabilidade cunha alta fiabilidade que antes non se podía acadar coa tecnoloxía analóxica. Non obstante, o ruído pode causar fallos no sistema e no circuíto, e é un problema fatal, especialmente para as máquinas. Mesmo se o circuíto analóxico ten ruído, só reduce temporalmente a precisión dos datos. Unha vez que o ruído desaparece, ten as características da función de auto-recuperación. Polo tanto, a combinación de circuítos dixitais de alta funcionalidade e circuítos analóxicos con capacidades de auto-recuperación / autoconfirmación será unha solución segura para evitar mal funcionamentos causados polo ruído nos sistemas de control móbiles e circuítos dixitais. Debe prestarse especial atención ao deseño do circuíto. Despois do deseño do circuíto, para verificar o traballo, é necesario montalo para experimentalo. Pero, como resultado, moitas veces parece que non funciona como foi deseñado. Por exemplo, o amplificador deseñado converteuse nun oscilador. No circuíto analóxico, o ruído do circuíto dixital mestúrase, o que fai que a forma de onda do sinal analóxico se distorsione, o funcionamento sexa inestable e os datos non se poidan obter sen problemas.
Para os circuítos de baixa frecuencia, independentemente de quen os monte, sempre que o cableado non estea conectado incorrectamente, case non hai diferenzas entre as características de instalación, cableado e circuíto e pódense obter os mesmos datos. Pero a alta frecuencia é diferente. Debido aos diferentes métodos de instalación, xeralmente obteranse datos con características diferentes. Nos circuítos de alta frecuencia e circuítos dixitais de alta velocidade, se hai unha liña, formarase un compoñente de indutancia (parásito) e, se hai dúas liñas, formarase un compoñente de capacidade parásita e un compoñente de indutancia mutua (parásito) entre liñas, os chamados tres parasitos. Os tres valores parasitarios formados son moi pequenos, polo que case non ten problema a baixas frecuencias, pero a influencia dos compoñentes C e L non se pode ignorar no rango de alta frecuencia.
Co fin de mellorar o rendemento da máquina, a miúdo mestúranse varios circuítos como circuítos analóxicos de baixa frecuencia a alta frecuencia, circuítos dixitais de alta velocidade, circuítos microanalóxicos e circuítos de alta corrente, o que provocará inestabilidade do circuíto. e deterioro das características de frecuencia. A principal razón é que os tres parásitos mencionados non se consideran completamente no deseño e non se pode manter a fiabilidade e seguridade. Ademais, o diagrama do circuíto só usa a representación bidimensional do dispositivo semicondutor e os parámetros acumulados de R, C e L, pero isto non representa o rendemento e a función do circuíto real. A acción real é o espazo tridimensional, incluída a frecuencia é o espazo tridimensional. Polo tanto, o circuíto de micro-corrente formado pola combinación de distorsión de intermodulación, reflexión, electricidade estática e electromagnética afectará ás características e funcións do circuíto de alta frecuencia. Segundo os requirimentos da época, moitos dos CI recentes son dispositivos de alta velocidade que son sensibles ao ruído de alta frecuencia. Polo tanto, cando utilice o dispositivo, seleccione os compoñentes correspondentes segundo a función do circuíto e intente evitar o uso de circuítos integrados de maior velocidade do requirido.
No diagrama do circuíto, a impedancia da fonte de alimentación, o fío de terra e o fío de sinal adoitan considerarse como cero ohmios. Pero, de feito, non hai ohm cero e canto maior sexa a frecuencia, maior será a influencia da indutancia e da capacidade parasitaria. Como resultado, a combinación de circuítos e a influencia de campos electromagnéticos externos son demasiado grandes para ignorarse, o que resulta na inestabilidade do circuíto e na deterioración das características da frecuencia. O problema do erro, o ruído e a demora debería resolverse nos circuítos analóxicos; mentres que nos circuítos dixitais, o antirruído resólvese e non se ve afectado pola demora mediante sincronización, o que é moi importante para mellorar as características do circuíto. Debemos prestar atención á influencia do ruído dinámico "electricidade estática". Hai moitas fontes de ruído que poden provocar un mal funcionamento dos equipos eléctricos, como lámpadas fluorescentes, colectores de po, transceptores de radio, transformadores e convertidores ao noso redor. Estas son fontes de ruído do campo electromagnético. Ademais, a fonte de ruído que causa mal funcionamento é a descarga electrostática.
Debido á corrente de descarga electrostática e á alta tensión instantánea, o CI será destruído, o que fará que o sistema ou o equipo funcionen mal. Para evitar descargas electrostáticas, débense tomar as medidas necesarias desde a compra de compoñentes ata o deseño, produción e envasado de equipos. En canto ao deseño pódense tomar as seguintes medidas:
(1) Evite utilizar circuítos integrados de alta velocidade que superen os requisitos, especialmente prestar atención ao circuíto de entrada. Cando é posible, o circuíto de entrada adopta un modo diferencial. O circuíto de filtro debe conectarse preto do circuíto integrado.
(2) Protección de entrada para semicondutores. Na parte de entrada do conector, engádese un circuíto limitador para controlar o ruído por debaixo do valor de tensión de resistencia dos semicondutores. Debido a que a porta CMOS ten un rendemento antiestático débil, non é doado de usar na parte de entrada do conector. (3) Evite usar CI retardados e use métodos estroboscópicos ou circuítos con pestillos.
(4) Para suprimir a taxa de aparición de mal funcionamento, débese facer unha lóxica efectiva baixa no extremo de control e no extremo de saída.
(5) Filtrar a entrada de sinal de alta sensibilidade. Filtrar a alta frecuencia fóra da banda de frecuencia, o que é moi importante para que o amplificador operacional non ingrese sinais demasiado grandes. Preste atención tamén á inductancia de chumbo do condensador usado.
(6) Tamén se tomaron algunhas medidas en termos de software. Dado que a descarga electrostática é un pulso transitorio dunha soa vez, pódense detectar datos erróneos mediante varias verificacións. No microordenador está instalado un circuíto de vixilancia (circuíto de vixilancia) para evitar unha parada accidental.
(7) O circuíto electrónico e o cableado deben manterse afastados da caixa metálica que descarga electricidade estática.
(8) As partes de conexión metálicas e metálicas do chasis deberían estar ben conectadas coa pintura retirada e atornilladas o máximo posible.
Para reducir a influencia do campo electromagnético xerado pola corrente de descarga, deberían tomarse as seguintes medidas na placa de circuíto impreso:
(1) Reduce a área do anel. Debido á reticulación do fluxo magnético no anel formado, a corrente inducirase no anel. Canto maior sexa a área do anel, canto maior sexa a reticulación do fluxo magnético, maior será a corrente inducida. Polo tanto, co fin de minimizar a área do bucle formada polos cables de alimentación e terra, os cables de alimentación e terra deben estar o máis preto posible do cableado. Instale un condensador de derivación de alta frecuencia entre a fonte de alimentación e o fío de terra para reducir a área do bucle. Co fin de reducir a área do lazo formada entre a liña de sinal e a liña de terra, encamiñe o sinal preto da liña de terra.
(2) Fai o cableado o máis curto. É necesario considerar a distribución das lonxitudes da liña de sinal. Cando deseñe, alargue a liña de sinal de baixa eficacia e faga a liña de sinal de alta eficacia a máis curta. O cableado entre os dispositivos faise o máis curto e os dispositivos conectados ás liñas de entrada e saída instálanse preto dos terminais.
(3) Use placas de circuítos multicapa, que se ven nos circuítos analóxicos e circuítos dixitais de alta velocidade. Nos circuítos dixitais de alta velocidade, o espectro de frecuencia do sinal de pulso ten unha gama moi ampla de compoñentes harmónicos de alta orde. Canto maior sexa a frecuencia de funcionamento empregada, maior será a influencia da capacitancia e indutancia parasitarias. Supoñendo que unha corrente de alta frecuencia I flúe sobre un patrón cunha inductancia L, a caída de tensión xerada pola inductancia L é: V = L · di / dt. O patrón é como unha antena, que emite o ruído irradiado. Facer que o fío de terra sexa unha superficie pode reducir a impedancia do fío de terra e reducir a caída de tensión causada pola corrente de descarga.
(4) Débense tomar medidas antiestáticas para o cable de interface: os dous extremos do fío blindado do cable están conectados á carcasa. Engade condensadores de derivación para curtocircuítos de alta frecuencia onde poden producirse lazos de terra. Non se debe conectar a unha terra lóxica cando non hai unha terra de shell. Para os cables planos, pódese engadir un fío de terra entre o fío de sinal e o fío de sinal. Problemas aos que se debe prestar atención cando a fonte de alimentación de conmutación utilízase como fonte de alimentación de sinal analóxica: a chamada fonte de alimentación de conmutación é unha forma de circuíto de alimentación que estabiliza a tensión de saída mediante a modulación de pulso. Dado que este método só consume enerxía na parte de conmutación, canto maior sexa a velocidade de conmutación, maior será a eficiencia da fonte de alimentación. Polo tanto, normalmente úsanse dispositivos de conmutación de alta velocidade. Debido á súa alta eficiencia, esta fonte de alimentación úsase amplamente desde máquinas de alta potencia ata máquinas pequenas e lixeiras. Non obstante, coa conmutación de alta velocidade hai unha falla de fuga de ruído de conmutación. Este tipo de fonte de alimentación para circuítos analóxicos causará moitos problemas.
Cando a fonte de alimentación de conmutación se usa como fonte de alimentación do circuíto analóxico, o ruído de alta frecuencia entrará na banda de frecuencia do sinal analóxico e a relación sinal / ruído do sinal analóxico deteriorarase. Aínda que o ruído de conmutación é xeralmente de só 50-100 mVpp, que é bastante pequeno, debido ao gran rango dinámico do sinal analóxico, este ruído a miúdo causa problemas. Especialmente cando se usa en equipos como convertidores A / D, cando se supón ruído ao sinal no momento de determinar o nivel da conversión, produciranse erros de conversión e non se obterá a precisión esperada. Para resolver os problemas do uso de fontes de alimentación de conmutación en circuítos analóxicos, pode prestar atención aos dous aspectos seguintes ao seleccionar fontes de alimentación de conmutación: (1) O nivel de ruído da fonte de alimentación de conmutación é o máis pequeno posible; (2) Os compoñentes de ruído de conmutación non entran na banda de frecuencia do sinal. Debido ao alto nivel do sinal analóxico, o ruído de conmutación non ten efecto na relación sinal-ruído. Para evitar que o ruído de conmutación entre na banda de frecuencia do sinal, o método máis sinxelo é seleccionar unha fonte de alimentación cunha frecuencia de conmutación superior á banda de frecuencia máis alta do sinal analóxico.
Cando non se pode seleccionar o método anterior, é necesario atopar un xeito de reducir o ruído de conmutación xerado pola fonte de alimentación. Estes métodos inclúen: (1) Engadir condensadores externamente. (2) Ruído de conmutación xerado pola fonte de alimentación externa. (3) Uso combinado de reguladores en serie. O transformador da fonte de alimentación usa tres devanados e pódese eliminar o ruído entre os devanados. Este tipo de fonte de alimentación é unha fonte de alimentación de alta eficiencia que se pode empregar en dispositivos de comunicación que fornecen enerxía a través dunha liña de transmisión. A parte receptora da máquina de comunicación é un circuíto analóxico que usa sinais de indutancia moi baixos. Cando se usa esta fonte de alimentación de conmutación de baixo ruído, pode resolver problemas de eficiencia e ruído ao mesmo tempo.
Noso outro produto:
