Šiais laikais elektroninių sistemų laikrodžio dažnis siekia kelis šimtus megahercų, naudojamų impulsų priekinės ir galinės briaunos yra subnanosekundžių diapazone, o aukštos kokybės vaizdo grandinės naudojamos ir subnanosekundiniams pikselių dažniams. Šis didesnis apdorojimo greitis yra nuolatinis inžinerijos iššūkis. Taigi, kaip išvengti ir išspręsti jungties elektromagnetinių trukdžių problemą, verta mūsų dėmesio.
Virpesių greitis grandinėje tampa greitesnis (kilimo / kritimo laikas), įtampos / srovės amplitudė tampa didesnė ir problema didėja. Todėl elektromagnetinio suderinamumo (EMS) problemą šiandien yra sunkiau nei anksčiau.
Prieš du grandinės mazgus greitai kintanti impulsinė srovė yra vadinamasis diferencialinio režimo triukšmo šaltinis. Elektromagnetinis laukas aplink grandinę gali susijungti su kitais komponentais ir įsiskverbti į jungties dalį. Indukciniu arba talpiniu būdu sujungtas triukšmas yra įprastinio režimo trikdžiai. Radijo dažnių trukdžių srovės yra tokios pačios, o sistema gali būti modeliuojama taip: sudaryta iš triukšmo šaltinio,"aukos grandinės" arba"imtuvas" ir kilpa (dažniausiai galinė plokštė). Trukdžių dydžiui apibūdinti naudojami keli veiksniai: triukšmo šaltinio intensyvumas, ploto aplink trukdžių srovę dydis ir kitimo greitis.
Taigi, nors grandinėje yra nepageidaujamų trikdžių tikimybė, triukšmas beveik visada yra bendras. Kai kabelis yra prijungtas tarp įvesties / išvesties (I / O) jungties ir važiuoklės arba įžeminimo plokštės, kai atsiranda RF įtampa, gali pakakti kelių miliamperų RF srovės, kad būtų viršytas leistinas emisijos lygis.
Triukšmo sujungimas ir sklidimas
Įprasto režimo triukšmą sukelia neprotinga konstrukcija. Kai kurios tipiškos priežastys yra tai, kad atskirų laidų ilgiai skirtingose porose yra skirtingi arba skiriasi atstumai iki galios plokštumos ar važiuoklės. Kita priežastis – komponentų defektai, tokie kaip magnetinės indukcinės ritės ir transformatoriai, kondensatoriai ir aktyvieji įrenginiai (pvz., specialių integrinių grandynų (ASIC) taikymas).
Magnetiniai komponentai, ypač vadinamasis"geležinės šerdies droselis" tipo energijos kaupimo induktoriai, naudojami galios keitikliuose ir visada generuoja elektromagnetinius laukus. Oro tarpas magnetinėje grandinėje prilygsta didelei varžai nuosekliojoje grandinėje, kur sunaudojama daugiau energijos. Dėl to geležinės šerdies droselio ritė yra suvyniota ant ferito strypo, kad aplink strypą būtų sukurtas stiprus elektromagnetinis laukas, o stipriausias lauko stiprumas yra šalia elektrodo. Perjungiamajame maitinimo šaltinyje, kuriame naudojama atgalinė struktūra, transformatoriuje turi būti tarpas su stipriu magnetiniu lauku. Tinkamiausias elementas magnetiniam laukui palaikyti yra spiralinis vamzdelis, kad elektromagnetinis laukas būtų paskirstytas per vamzdžio šerdies ilgį. Tai viena iš priežasčių, kodėl spiralinė struktūra yra pageidaujama magnetiniams elementams, dirbantiems aukštu dažniu.
Netinkamos atjungimo grandinės taip pat dažnai tampa trikdžių šaltiniais. Jei grandinei reikalinga didelė impulsinė srovė, o dalinio atjungimo metu negalima garantuoti mažos talpos poreikio arba labai didelės vidinės varžos, maitinimo grandinės generuojama įtampa nukris. Tai prilygsta pulsacijai arba greitiems įtampos pokyčiams tarp gnybtų. Dėl paklydusios pakuotės talpos trikdžiai gali susieti su kitomis grandinėmis ir sukelti bendrų režimų problemų.
Kai bendrojo režimo srovė užteršia I/O sąsajos grandinę, problema turi būti išspręsta prieš praleidžiant jungtį. Skirtingoms programoms siūloma naudoti skirtingus metodus šiai problemai išspręsti. Vaizdo grandinėje įvesties / išvesties signalai yra vieno galo ir turi tą pačią bendrą kilpą. Norėdami tai išspręsti, naudokite mažą LC filtrą, kad pašalintumėte triukšmą. Žemo dažnio nuosekliajame sąsajos tinkle pakanka tam tikros kintamos talpos, kad triukšmas būtų nukreiptas į apatinę plokštę. Skirtingai valdomos sąsajos, pvz., Ethernet, paprastai yra prijungtos prie įvesties / išvesties srities per transformatorių, o jungtis užtikrina centriniai čiaupai vienoje arba abiejose transformatoriaus pusėse. Šie centriniai čiaupai yra prijungti prie apatinės plokštės per aukštos įtampos kondensatorių, kad bendro režimo triukšmas būtų nukreiptas į apatinę plokštę, kad signalas nebūtų iškraipytas.
Įprasto režimo triukšmas I/O srityje
Nėra universalaus sprendimo visų tipų I/O sąsajų problemoms išspręsti. Pagrindinis dizainerių tikslas yra gerai suprojektuoti grandinę, ir jie dažnai nepastebi kai kurių detalių, kurios laikomos paprastomis. Kai kurios pagrindinės taisyklės gali sumažinti triukšmą prieš jam pasiekiant jungtį:
1) Nustatykite atjungimo kondensatorių arti apkrovos.
2) Priekinio ir galinio kraštų sparčiai kintančios impulsinės srovės kilpos dydis turi būti mažiausias.
3) Didelės srovės įrenginius (ty tvarkykles ir ASIC) laikykite toliau nuo I/O prievadų.
4) Išmatuokite signalo vientisumą, kad užtikrintumėte minimalų viršijimą ir nutrūkimą, ypač esant kritiniams signalams su didelėmis srovėmis (pvz., laikrodžiai ir magistralės).
5) RF trukdžiams sugerti naudokite vietinį filtravimą, pvz., RF feritą.
6) Pateikite žemos varžos juostinę jungtį su grindjuoste arba nuorodą įvesties / išvesties srityje ant grindjuostės. RF triukšmas ir jungtys
Net jei inžinieriai imasi daugelio pirmiau išvardytų atsargumo priemonių, kad sumažintų RF triukšmą įvesties / išvesties srityje, nėra garantijos, kad šios atsargumo priemonės bus pakankamai sėkmingos, kad atitiktų emisijos reikalavimus. Kai kurie triukšmai yra atliekami trukdžiai, tai yra bendrojo režimo srovė teka vidinėje plokštėje. Šių trukdžių šaltinis yra tarp galinės plokštės ir grandinės. Todėl ši RF srovė turi tekėti keliu su mažiausia varža (tarp apatinės plokštės ir signalą nešančios linijos). Jei jungtis nepasižymi pakankamai maža varža (persidengimo su pagrindine plokšte), RF srovė teka per kintamąją talpą. Kai ši RF srovė teka per kabelį, neišvengiamai atsiras emisija.
Kitas bendrojo režimo srovės įvedimo į I/O zoną mechanizmas yra šalia esančių stiprių trukdžių šaltinių sujungimas. Net kai kurie"ekranuotas" jungtys yra nenaudingos, nes trukdžių šaltinis yra šalia jungties, pavyzdžiui, kompiuterio aplinkoje. Jei tarp jungties ir galinės plokštės yra tarpas, čia sukelta RF įtampa gali pabloginti EMC veikimą.
Yra būdų, kaip ekranuoti jungtis, pridėti pirštų nendrių ar tarpiklių. Jungties persidengimas turi užpildyti tarpą tarp jungties ir korpuso. Šis metodas reikalauja pamušalo. Metalinės tarpinės yra geresnės, jei su jais elgiamasi tinkamai, t. y. kol paviršius neužterštas, kol rankos neliečia ir nepažeidžia tarpinės, ir tol, kol yra pakankamai slėgio palaikyti gerą, žemą. - varžos kontaktas.
Kitas būdas yra sumontuoti jungtį ant jungties arba sumontuoti jungtį ant korpuso. Šiuo metu maksimalus kontaktinis paviršius yra šiek tiek mažesnis, o skirtukų dydis ir elastingumas turėtų būti griežtai kontroliuojami. Montuodami ekranuotą jungtį, padarykite angą ant korpuso ir pašalinkite alyvą angos šone. Atsargiai darykite. Jei tolerancija netinkama, jungtis per giliai įsis korpuse ir persidengimas bus nutrauktas. Kiekvienas EMC inžinierius žino, kad"puikus" sistema, ši problema turi atitikti paleidimo reikalavimus ir būti laiku patikrinta gamybos linijoje. Atsegtos arba sulenktos tarpinės, sumontuotos ant alyvos kritinėse vietose, suges.
EMI jungtis buvo pasirinkta dėl šių priežasčių:
1) Laidus putplasčio plastikas yra ypač minkštas ir gali būti dedamas per visą jungties perimetrą. Taip pašalinamos problemos, susijusios su kitu korpusu ir tarpikliu.
2) Mechanikos inžinierius gali sumontuoti jungtį priimtino sistemos važiuoklės tolerancijos diapazone.
3) Jungtis ir važiuoklė yra sujungti su maža varža, kad būtų užtikrintas geras kontaktas. Vidinėje spintelės sienelės pusėje esantis pamušalas gali būti pagamintas iš minkštesnių medžiagų, kai jį reikia dažyti ir turi maskavimo reikalavimą.
4) Konstrukcijoms, kurioms reikalingas priverstinis aušinimas, pageidautina, kad tarpiklis turėtų kitą savybę: siūlė tarp jungties ir korpuso sienelės turi būti sandari, kad būtų sumažintas oro nuotėkis. Dulkėtoje aplinkoje tarpiklis turėtų padėti išlaikyti sistemą švarią.
