Mivel a digitális áramkörök impulzusjeleket használnak rövid emelkedő / csökkenő élekkel, ezért nem kívánt elektromágneses hullámokat (zajt) bocsátanak ki, beleértve a nagyfrekvenciás alkatrészeket is, és érzékenyen reagálnak a kívülről érkező elektromágneses hullámokra (zajra), hibás működéseket okozva. Ezenkívül vannak olyan problémák az áramkörben, mint például a vonalak közötti intermodulációs torzítás, és a tápfeszültség feszültségingadozásai, amelyeket a digitális eszközök be- / kikapcsolásakor bekövetkező hirtelen áramváltozás okoz. Ilyen módon meg kell vizsgálni az elosztott állandó áramkört, amely a vezetékek induktivitásából és a parazita kapacitásból áll a digitális áramkörben, hogy megakadályozzuk a túllövést és az alulhaladást a hullámalak káoszában és a jelek reflexiójában, késleltetésében, csillapításában és a vonalak közötti elektromágneses interferencia intermodulációs torzulásában. A problémát megoldó szűrők és pajzsok analóg technológiák.
A digitális áramkör-technológia alkalmazásának köszönhetően a személygépkocsik, vonatok és rádiók vezérlésében nagy megbízhatóságot és megbízhatóságot ért el, amelyet analóg technológiával korábban nem lehetett elérni. A zaj azonban a rendszer és az áramkör meghibásodását okozhatja, és főleg a gépek számára végzetes probléma. Még ha az analóg áramkör zaja is van, csak ideiglenesen csökkenti az adatok pontosságát. Amint a zaj eltűnik, megvan az ön-helyreállítási funkció jellemzői. Ezért a nagy funkcionalitású digitális áramkörök és az analóg áramkörök kombinálása az ön-helyreállítási / önmegerősítési képességekkel biztonságos megoldás lesz a mobil vezérlő rendszerek és a digitális áramkörök zaj által okozott meghibásodások megelőzésére. Különös figyelmet kell fordítani az áramkör kialakítására. Az áramkörtervezés után a munka igazolása érdekében össze kell állítani az áramkört a kísérlethez. Ennek eredményeként gyakran úgy tűnik, hogy nem a tervezett módon működik. Például a tervezett erősítőből oszcillátor lett. Az analóg áramkörben a digitális áramkör zaja keveredik, ami az analóg jel hullámalakjának torzulását okozza, a működés instabil, és az adatokat nem lehet simán megszerezni.
Alacsony frekvenciájú áramköröknél, függetlenül attól, hogy ki szereli össze őket, mindaddig, amíg a vezeték nincs rosszul csatlakoztatva, szinte nincs különbség a különféle telepítési, huzalozási és áramköri jellemzők között, és ugyanazok az adatok nyerhetők. De a nagy frekvencia más. A különböző telepítési módszerek miatt általában eltérő jellemzőkkel rendelkező adatokat kapunk. Nagyfrekvenciás áramkörökben és nagysebességű digitális áramkörökben, ha egy vonal van, akkor induktivitáskomponens (parazita) képződik, ha pedig két vonal van, akkor parazita kapacitáskomponens és kölcsönös induktivitáskomponens (parazita) a vonalak között az úgynevezett három parazita. A kialakult három parazita érték nagyon kicsi, ezért alacsony frekvenciákon szinte semmi probléma, de a C és L komponensek hatását a nagy frekvenciatartományban nem lehet figyelmen kívül hagyni.
A gép teljesítményének javítása érdekében gyakran különféle áramköröket, például alacsony frekvenciájú és nagyfrekvenciás analóg áramköröket, nagysebességű digitális áramköröket, mikroanalóg áramköröket és nagyáramú áramköröket kevernek össze, ami instabilitáshoz vezet. és a frekvenciajellemzők romlása. Ennek fő oka az, hogy a fent említett három parazitát nem teljesen veszik figyelembe a tervezés során, és a megbízhatóság és a biztonság nem tartható fenn. Ezenkívül a kapcsolási rajz csak a félvezető eszköz és az R, C és L összesített paramétereinek kétdimenziós ábrázolását használja, de ez nem a tényleges áramkör teljesítményét és funkcióját képviseli. A tényleges cselekvés háromdimenziós tér, beleértve a frekvenciát négydimenziós tér. Ezért az intermodulációs torzítás, a visszaverődés, a statikus elektromosság és az elektromágneses kombináció által létrehozott mikrovezeték áramkör hatással lesz a nagyfrekvenciás áramkör jellemzőire és funkcióira. Az idők követelményeinek megfelelően a legújabb IC-k közül sok nagysebességű eszköz, amely érzékeny a nagyfrekvenciás zajra. Ezért az eszköz használatakor válassza ki a megfelelő alkatrészeket az áramköri funkciónak megfelelően, és próbálja elkerülni a szükségesnél nagyobb sebességű IC-k használatát.
Az áramköri ábrán az áramellátás, a testvezeték és a jelvezeték impedanciáját általában nulla ohmnak tekintik. De valójában nincs nulla ohm, és minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb az induktivitás és a parazita kapacitás hatása. Ennek eredményeként az áramkörök kombinációja és a külső elektromágneses mezők hatása túl nagy ahhoz, hogy figyelmen kívül hagyják, ami az áramkör instabilitását és a frekvenciajellemzők romlását eredményezi. A hiba, zaj és késleltetés problémáját analóg áramkörökben kell megoldani; míg a digitális áramkörökben a zajcsökkentés megoldott, és a szinkronizálás révén nem befolyásolja az idő késleltetése, ami nagyon fontos az áramkör jellemzőinek javításához. Figyelnünk kell a dinamikus zaj "statikus elektromosság" hatására. Számos zajforrás okozhatja az elektromos berendezések meghibásodását, például fénycsövek, porgyűjtők, rádió adó-vevők, transzformátorok és átalakítók körülöttünk. Ezek mind az elektromágneses tér zajforrásai. Ezenkívül a meghibásodásokat okozó zaj forrása az elektrosztatikus kisülés.
Az elektrosztatikus kisülési áram és a pillanatnyi nagyfeszültség miatt az IC megsemmisül, ami a rendszer vagy a berendezés meghibásodását és meghibásodását okozza. Az elektrosztatikus kisülés megakadályozása érdekében meg kell tenni a szükséges intézkedéseket az alkatrészek megvásárlásától kezdve a berendezések tervezéséig, gyártásáig és csomagolásáig. A tervezés tekintetében a következő intézkedéseket lehet megtenni:
(1) Kerülje a követelményeket meghaladó nagysebességű IC-k használatát, különösen figyeljen a bemeneti áramkörre. Ha lehetséges, a bemeneti áramkör differenciál módot alkalmaz. A szűrő áramkört az IC felé kell csatlakoztatni.
(2) Félvezetők bemeneti védelme. A csatlakozó bemeneti részében egy korlátozó áramkör kerül hozzáadásra annak érdekében, hogy a félvezető ellenálljon a feszültségértéknek. Mivel a CMOS kapu antisztatikus zajszintje gyenge, ezért a csatlakozó bemeneti részében nem könnyű használni. (3) Kerülje az élkésleltetett IC-k használatát, és használjon villogó módszereket vagy reteszekkel ellátott áramköröket.
(4) A helytelen működés előfordulásának elnyomása érdekében a vezérlő és a kimenet végén alacsony hatékony logikát kell alkalmazni.
(5) Szűrje le a nagy érzékenységű jelbemenetet. Szűrje ki a frekvenciasávon kívüli magas frekvenciát, ami nagyon fontos, hogy a műveleti erősítő ne vezessen be túl nagy jeleket. Figyeljen az alkalmazott kondenzátor ólominduktivitására is.
(6) Néhány intézkedést meghoztak a szoftverek terén is. Mivel az elektrosztatikus kisülés egyszeri tranziens impulzus, többszörös ellenőrzéssel téves adatok fedezhetők fel. A véletlen leállás elkerülése érdekében a mikrokomputerbe egy őrző áramkör (monitoring áramkör) van telepítve.
(7) Az elektronikus áramkört és vezetékeket távol kell tartani a statikus elektromosságot kibocsátó fém háztól.
(8) Az alváz fém és fém csatlakozó részeit szorosan össze kell kötni az eltávolított festékkel, és amennyire csak lehet, csavarni.
A kisülési áram által keltett elektromágneses tér hatásának csökkentése érdekében a következő intézkedéseket kell tenni a nyomtatott áramköri lapon:
(1) Csökkentse a gyűrű területét. A kialakult gyűrű mágneses fluxusának térhálósítása miatt áram indukálódik a gyűrűben. Minél nagyobb a gyűrű területe, annál inkább keresztezi a mágneses fluxust, annál nagyobb az indukált áram. Ezért annak érdekében, hogy minimalizáljuk az áram- és földelővezetékek által alkotott hurkterületet, a táp- és a földelővezetékeknek a lehető legközelebb kell lenniük a vezetékekhez. Helyezzen egy nagyfrekvenciás bypass kondenzátort az áramellátás és a testvezeték közé a hurok területének csökkentése érdekében. A jelvezeték és a földvezeték között kialakult hurok területének csökkentése érdekében a jelet a földvezetékhez közel vezesse.
(2) Készítse el a vezetékeket a legrövidebbre. Figyelembe kell venni a jelvonal hosszának eloszlását. Tervezéskor hosszabbítsa meg az alacsony hatásfokú jelvezetéket, és tegye a legrövidebbé a nagy hatásfokú jelvezetéket. Az eszközök közötti vezetékezés a legrövidebb, és a bemeneti és kimeneti vonalakhoz csatlakoztatott eszközök a terminálok közelében vannak felszerelve.
(3) Használjon többrétegű áramköri lapokat, amelyek az analóg áramkörökben és a nagy sebességű digitális áramkörökben láthatók. Nagysebességű digitális áramkörökben az impulzusjel frekvenciaspektrumában nagyon nagy a nagy rendű harmonikus komponensek köre. Minél nagyobb az alkalmazott működési frekvencia, annál nagyobb a parazita kapacitás és az induktivitás hatása. Feltételezve, hogy egy I induktivitású mintán magas frekvenciájú I áram folyik, az L induktivitás által generált feszültségesés: V = L · di / dt. A minta olyan, mint egy antenna, és elküldi a sugárzott zajt. A földelővezeték felületré változtatása csökkentheti a földelővezeték impedanciáját és a kisülési áram okozta feszültségesést.
(4) Antisztatikus intézkedéseket kell hozni az interfészkábel esetében: a kábel árnyékolt vezetékének két vége csatlakozik a házhoz. Adjon meg bypass kondenzátorokat nagyfrekvenciás rövidzárlatokhoz, ahol földi hurkok fordulhatnak elő. Nem szabad logikai földhöz csatlakoztatni, ha nincs shell föld. Lapos kábelek esetén földelő vezeték hozzáadható a jelvezeték és a jelvezeték közé. Problémák, amelyekre figyelni kell, amikor a kapcsoló tápegységet analóg jel tápegységként használják: Az úgynevezett kapcsoló tápegység az áramellátás áramkörének egy formája, amely impulzus modulációval stabilizálja a kimeneti feszültséget. Mivel ez a módszer csak a kapcsolási részben fogyaszt energiát, annál nagyobb a kapcsolási sebesség, annál nagyobb az energiaellátás hatékonysága. Ezért általában nagy sebességű kapcsolóberendezéseket használnak. Nagy hatékonyságának köszönhetően ezt az áramellátást széles körben használják a nagy teljesítményű gépektől a kis és könnyű gépekig. A nagy sebességű kapcsolásnál azonban hiányosságok mutatkoznak a kapcsolási zaj szivárgásában. Az analóg áramkörök ilyen típusú tápellátása sok problémát okoz.
Ha a kapcsoló tápegységet az analóg áramkör tápegységeként használják, a nagyfrekvenciás zaj bejut az analóg jel frekvenciasávjába, és az analóg jel jel / zaj aránya romlik. Bár a kapcsolási zaj általában csak 50-100mVpp, ami meglehetősen kicsi, az analóg jel nagy dinamikus tartománya miatt az ilyen zaj gyakran problémákat okoz. Különösen akkor, ha olyan berendezésekben használják, mint az A / D konverterek, amikor a zaj a jelre kerül az átalakítás szintjének meghatározásakor, konverziós hibák lépnek fel, és a várt pontosság nem érhető el. A kapcsoló tápegységek analóg áramkörökben történő használatának problémáinak megoldása érdekében a kapcsoló tápegységek kiválasztásakor a következő két szempontra figyelhet: (1) A kapcsoló tápegység zajszintje a lehető legkisebb; (2) A kapcsolási zajkomponensek nem lépnek be a jel frekvenciasávjába. Az analóg jel magas szintje miatt a kapcsolási zajnak nincs hatása a jel / zaj arányra. Annak megakadályozása érdekében, hogy a kapcsolási zaj bekerüljön a jel frekvenciasávjába, a legegyszerűbb módszer az analóg jel legmagasabb frekvenciasávjánál magasabb kapcsolási frekvenciájú tápegység kiválasztása.
Ha a fenti módszer nem választható ki, meg kell találni a módot az áramellátás által keltett kapcsolási zaj csökkentésére. Ezek a módszerek a következők: (1) Adja hozzá a kondenzátorokat külsőleg. (2) Külső tápegység által keltett kapcsolási zaj. (3) Soros szabályozók együttes használata. A tápegység transzformátora három tekercset használ, és a zajok kiküszöbölhetők a tekercsek között. Ez a fajta tápegység nagy hatékonyságú tápegység, amelyet olyan távközlési eszközökben lehet használni, amelyek egy távvezetéken keresztül táplálják az áramot. A kommunikációs gép vevő része egy analóg áramkör, amely nagyon alacsony induktivitású jeleket használ. Ha ezt az alacsony zajszintű kapcsoló tápegységet használják, akkor egyszerre képes megoldani a hatékonyságot és a zajproblémákat is.
Másik termék:
