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- 发布日期:2024-11-23 07:47 点击次数:121
随着电子系统内设备数量的逐步增加,噪声的干扰将越来越严重,噪声是无处不在的,总与信号共存。公共阻抗耦合是产生噪声的一个重要要素,公共阻抗耦合的噪声对电路性能有很大的影响,如波形失真、放大器性能不好等都与公共阻抗耦合的噪声有着亲密的关系。 公共阻抗耦合是指噪声源回路和受干扰回路之间存在着一个公共阻抗,噪声电流经过这个公共阻抗所产生的噪声电压,传导给受干扰的回路。经过公共阻抗耦合的方式所产生的噪声,称为公共阻抗耦合的噪声。在数字电路中,由于信号的频率较高,地线常常呈现较大的阻抗。这时,假如存在不同的电路共用一段地线,就可能呈现公共阻抗耦合的问题。以下将用详细案例停止阐明。 1.问题描绘 某产品在测试RE时超标严重,由于该产品是全金属屏蔽设计,因而其发射途径很容易锁定。主要包括输入电源线、输出负载线,RS485通讯线。经过运用耦合夹分别对三个途径的干扰量停止测试,最终肯定RS485通讯线辐射较大,频谱测试结果如下:
2.缘由剖析依照以往的经历,通讯线自身的辐射发射普通不会很高,呈现最多的普通为耦合、地线串扰等缘由。因而针对该PCB板规划及走线方式停止排查剖析,如下图:
在该电路设计中RS485通讯口在PCB上只是一个转接作用,按道理不应该引入噪声。经过察看PCB规划能够发现,RS485端口由电阻、气体放电管、TVS管组成了一个浪涌、ESD防护电路,然后经过固定螺钉孔接PE(机壳)。同时发现接在该点PE的还有另外一路,即上方辅助电源Y电容的PE,因而辅助电源的噪声可能经过浪涌防护电路窜入通讯线招致辐射发射。 3.原理剖析
从上图中能够看分明根本的衔接状况,即辅助电源输入线的Y电容所衔接的PE线与TVS管、气体放电管的PE相衔接后最后才衔接到PCB板的接地孔。实践上两者存在着一段共地线,这就有发作共阻抗耦合的可能性。由于PE线走线较长,且在PE线衔接中存在过孔等状况,因而上面的电路能够等效为如下状况:
其中Z1~Z3为PE线、过孔所产生的阻抗,Z4/Z5为气体放电管、TVS管的等效阻抗。依照理想状态,电源的噪声应该沿着I1方向流入PE接地点,即I=I1;噪声电流全部经过Y电容回流到PE。但是由于Z1~Z3的存在,产生共阻抗耦合,局部噪声电流沿着I2~I4方向活动。而且在高频状态下气体放电管、TVS管的阻抗也急剧降落, 亿配芯城 加剧了这种耦合。此时I2~I4不能疏忽,这样噪声电流直接耦合到RS485通讯线上,由于通讯线都比拟长,加剧了辐射发射,因而对RE的测试结果产生很大的影响。 4.结果考证 考证办法:经过在同一块PCB中将TVS管、气体放电管去掉,然后运用频谱剖析仪测试的噪声如下,干扰包络明显消弭。
综合以上实践案例,消弭公共阻抗耦合的途径有两个,一个是减小公共地线局部的阻抗,这样公共地线上的电压也随之减小,从而控制公共阻抗耦合。另一个办法是经过恰当的接中央式防止容易互相干扰的电路共用地线,普通要防止强电电路和弱电电路共用地线,数字电路和模仿电路共用地线。如前所述,减小地线阻抗的中心问题是减小地线的电感。这包括运用扁平导体做地线,用多条相距较远的并联导体作接地线。关于印刷线路板,在双层板上布地线网格可以有效地减小地线阻抗,在多层板中特地用一层做地线固然具有很小的阻抗,但这会增加线路板的本钱。经过恰当接中央式防止公共阻抗的接中央法是并联单点接地,。并联接地的缺陷是接地的导线过多。因而在实践中,没有必要一切电路都并联单点接地,关于互相干扰较少的电路,能够采用串联单点接地。例如,能够将电路依照强信号,弱信号,模仿信号,数字信号等分类,然后在同类电路内部用串联单点接地,不同类型的电路采用并联单点接地。 关注电子行业精彩资讯,关注亿配芯城官方微信,精华内容抢鲜读。 关注方法:添加好友→搜索“亿配芯YiBEiiC”→关注 或微信“扫一扫”二维码 亿配芯城(WWW.YiBEiiC.COM)隶属于深圳市新嘉盛工贸有限公司,成立于2013年并上线服务,商城平台主要特点“线上快捷交易配单+线下实体供应交货”两全其美的垂直发展理念,是国内电子元器件专业的电子商务平台+实体店企业。未来发展及模式主要以(一站式配单,平台寄售/处理闲置库存达到资源共享双赢,电子工程师交流社区,硬件开发与支持等互动服务平台)在这个高效而发展迅猛的科技互联网时代为大家提供精准的大数据资源平台。
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