Поскольку цифровые схемы используют импульсные сигналы с короткими фронтами нарастания / спада, они излучают нежелательные электромагнитные волны (шум), включая высокочастотные компоненты, вовне, и они чувствительно реагируют на электромагнитные волны (шум) извне, вызывая сбои в работе. Кроме того, в схеме также есть проблемы, такие как интермодуляционные искажения между линиями и колебания напряжения источника питания, вызванные внезапными изменениями тока при включении / выключении цифровых устройств. Таким образом, необходимо учитывать распределенную постоянную цепь, состоящую из индуктивности проводки и паразитной емкости в цифровой схеме, чтобы предотвратить выброс и недовыбор, вызывающий хаос формы волны и отражение, задержку, затухание и интермодуляционные искажения электромагнитных помех между линиями. Все фильтры и экраны, которые решают эту проблему, являются аналоговыми технологиями.
Благодаря применению технологии цифровых схем в управлении автомобилями, поездами и радиоприемниками, была достигнута высокая надежность с высокой надежностью, чего раньше нельзя было достичь с помощью аналоговой технологии. Однако шум может вызвать сбои в работе системы и цепи, что является фатальной проблемой, особенно для машин. Даже если аналоговая схема имеет шум, это только временно снижает точность данных. Как только шум исчезает, он имеет характеристики функции самовосстановления. Следовательно, объединение высокофункциональных цифровых схем и аналоговых схем с возможностями самовосстановления / самоподтверждения будет безопасным решением для предотвращения сбоев, вызванных шумом в мобильных системах управления и цифровых схемах. Отдельного внимания заслуживает схемотехника. После схемотехники, чтобы проверить работу, необходимо собрать схему для экспериментов. Но в результате часто оказывается, что он работает не так, как задумано. Например, разработанный усилитель превратился в генератор. В аналоговой схеме шум от цифровой схемы смешивается, что вызывает искажение формы аналогового сигнала, работа нестабильна и данные не могут быть получены плавно.
Для низкочастотных цепей, независимо от того, кто их собирает, до тех пор, пока проводка не подключена неправильно, различий в различных характеристиках монтажа, проводки и схем почти нет, и могут быть получены одни и те же данные. Но высокая частота другая. Из-за различных методов установки обычно получаются данные с разными характеристиками. В высокочастотных цепях и высокоскоростных цифровых цепях при наличии одной линии будет формироваться составляющая индуктивности (паразитная), а при наличии двух линий - составляющая паразитной емкости и составляющая взаимной индуктивности (паразитная). между строк так называемые три паразита. Сформированные три паразитных значения очень малы, поэтому это почти не проблема на низких частотах, но нельзя игнорировать влияние компонентов C и L в диапазоне высоких частот.
Чтобы улучшить производительность машины, различные схемы, такие как аналоговые схемы от низкочастотной до высокочастотной, высокоскоростные цифровые схемы, микроаналоговые схемы и сильноточные схемы, часто смешиваются вместе, что вызывает нестабильность схемы. и ухудшение частотных характеристик. Основная причина заключается в том, что вышеупомянутые три паразита не полностью учтены в конструкции, а надежность и безопасность не могут быть сохранены. Кроме того, принципиальная схема использует только двумерное представление полупроводникового устройства и сосредоточенные параметры R, C и L, но это не отражает производительность и функцию реальной схемы. Фактическое действие - это трехмерное пространство, в том числе частота - четырехмерное пространство. Следовательно, микротоковая цепь, образованная комбинацией интермодуляционных искажений, отражения, статического электричества и электромагнитных полей, будет влиять на характеристики и функции высокочастотной цепи. Согласно требованиям времени, многие из последних ИС представляют собой высокоскоростные устройства, чувствительные к высокочастотному шуму. Поэтому при использовании устройства выбирайте соответствующие компоненты в соответствии с функцией схемы и старайтесь избегать использования более высокоскоростных микросхем, чем требуется.
На принципиальной схеме полное сопротивление источника питания, провода заземления и сигнального провода обычно считается равным нулю. Но на самом деле нулевого сопротивления нет, и чем выше частота, тем больше влияние индуктивности и паразитной емкости. В результате комбинация цепей и влияние внешних электромагнитных полей слишком велики, чтобы их можно было игнорировать, что приводит к нестабильности цепи и ухудшению частотных характеристик. Проблема ошибки, шума и временной задержки должна быть решена в аналоговых схемах; в то время как в цифровых схемах решается проблема защиты от шума, и на нее не влияет временная задержка за счет синхронизации, что очень важно для улучшения характеристик схемы. Необходимо обратить внимание на влияние динамического шума «статическое электричество». Есть много источников шума, которые могут вызвать неисправность электрического оборудования, например, люминесцентные лампы, пылесборники, радиопередатчики, трансформаторы и преобразователи вокруг нас. Все это источники шума электромагнитного поля. Кроме того, источником шума, вызывающего сбои в работе, является электростатический разряд.
Из-за тока электростатического разряда и мгновенного высокого напряжения ИС будет разрушена, что вызовет сбои в работе системы или оборудования. Чтобы предотвратить электростатический разряд, необходимо принять необходимые меры от покупки компонентов до проектирования, производства и упаковки оборудования. С точки зрения дизайна могут быть приняты следующие меры:
(1) Избегайте использования высокоскоростных микросхем, которые превышают требования, особенно обратите внимание на входную цепь. Когда возможно, входная цепь принимает дифференциальный режим. Схема фильтра должна быть подключена близко к микросхеме.
(2) Защита входа для полупроводников. Во входной части соединителя добавлена схема ограничителя, чтобы контролировать шум ниже значения выдерживаемого напряжения полупроводника. Поскольку вентиль CMOS имеет слабые антистатические шумовые характеристики, его нелегко использовать во входной части разъема. (3) Избегайте использования ИС с задержкой фронта и используйте методы стробирования или схемы с защелками.
(4) Для того, чтобы подавить частоту неправильного срабатывания, низкоэффективная логика должна быть реализована на стороне управления и на выходе.
(5) Отфильтруйте входной высокочувствительный сигнал. Отфильтруйте высокие частоты за пределами частотного диапазона, что очень важно для операционного усилителя, чтобы не вводить слишком большие сигналы. Также обратите внимание на индуктивность проводов используемого конденсатора.
(6) Некоторые меры были также приняты в отношении программного обеспечения. Поскольку электростатический разряд представляет собой однократный переходный импульс, неверные данные могут быть обнаружены с помощью нескольких проверок. В микрокомпьютере установлена сторожевая схема (схема контроля), предотвращающая случайную остановку.
(7) Электронную схему и проводку следует держать подальше от металлического корпуса, который разряжает статическое электричество.
(8) Металлические и металлические соединительные части шасси должны быть плотно соединены с удаленной краской и прикручены как можно сильнее.
Чтобы уменьшить влияние электромагнитного поля, создаваемого током разряда, на печатной плате следует принять следующие меры:
(1) Уменьшите площадь кольца. Из-за сшивки магнитного потока в сформированном кольце в кольце будет индуцироваться ток. Чем больше площадь кольца, тем больше сшивка магнитного потока, тем больше индуцированный ток. Следовательно, чтобы свести к минимуму площадь петли, образованную проводами питания и заземления, провода питания и заземления должны располагаться как можно ближе к проводке. Установите высокочастотный байпасный конденсатор между источником питания и заземляющим проводом, чтобы уменьшить площадь контура. Чтобы уменьшить площадь петли, образующейся между сигнальной линией и линией заземления, направьте сигнал близко к линии заземления.
(2) Сделайте проводку как можно короче. Необходимо учитывать распределение длин сигнальных линий. При проектировании удлините низкоэффективную сигнальную линию и сделайте высокоэффективную сигнальную линию самой короткой. Электропроводка между устройствами сделана максимально короткой, а устройства, подключенные к линиям ввода и вывода, устанавливаются возле клемм.
(3) Используйте многослойные печатные платы, которые встречаются в аналоговых схемах и высокоскоростных цифровых схемах. В высокоскоростных цифровых схемах частотный спектр импульсного сигнала имеет очень широкий диапазон гармонических составляющих высокого порядка. Чем выше рабочая частота, тем больше влияние паразитной емкости и индуктивности. Предполагая, что высокочастотный ток I течет по схеме с индуктивностью L, падение напряжения, создаваемое индуктивностью L, составляет: V = L · di / dt. Рисунок похож на антенну, излучающую излучаемый шум. Сделав заземляющий провод поверхностью, можно уменьшить сопротивление заземляющего провода и уменьшить падение напряжения, вызванное разрядным током.
(4) Для интерфейсного кабеля необходимо принять антистатические меры: два конца экранированного провода кабеля подсоединяются к корпусу. Добавьте байпасные конденсаторы для высокочастотных коротких замыканий, где могут возникнуть контуры заземления. Его не следует подключать к логическому заземлению при отсутствии заземления корпуса. Для плоских кабелей можно добавить заземляющий провод между сигнальным проводом и сигнальным проводом. Проблемы, на которые следует обратить внимание при использовании импульсного источника питания в качестве источника питания аналогового сигнала: так называемый импульсный источник питания - это форма схемы источника питания, которая стабилизирует выходное напряжение посредством импульсной модуляции. Поскольку этот метод потребляет энергию только в переключающей части, чем выше скорость переключения, тем выше эффективность источника питания. Поэтому обычно используются высокоскоростные коммутационные устройства. Благодаря своему высокому КПД этот источник питания широко используется от мощных машин до небольших и легких машин. Однако при высокоскоростном переключении существует недостаток утечки коммутационного шума. Такой источник питания для аналоговых схем вызовет множество проблем.
Когда импульсный источник питания используется в качестве источника питания аналоговой схемы, высокочастотный шум попадает в полосу частот аналогового сигнала, и отношение сигнал / шум аналогового сигнала ухудшается. Хотя шум переключения обычно составляет всего 50–100 мВ между пиками, что довольно мало, из-за большого динамического диапазона аналогового сигнала такой шум часто вызывает проблемы. Особенно при использовании в таком оборудовании, как аналого-цифровые преобразователи, когда шум накладывается на сигнал во время определения уровня преобразования, будут возникать ошибки преобразования, и ожидаемая точность не будет получена. Чтобы решить проблемы использования импульсных источников питания в аналоговых схемах, при выборе импульсных источников питания можно обратить внимание на следующие два аспекта: (1) уровень шума импульсного источника питания минимален; (2) Компоненты шума переключения не попадают в полосу частот сигнала. Из-за высокого уровня аналогового сигнала шум переключения не влияет на отношение сигнал / шум. Чтобы предотвратить попадание шума переключения в полосу частот сигнала, самый простой способ - выбрать источник питания с более высокой частотой переключения, чем самая высокая полоса частот аналогового сигнала.
Если невозможно выбрать вышеуказанный метод, необходимо найти способ уменьшить коммутационный шум, создаваемый источником питания. Эти методы включают в себя: (1) Добавить конденсаторы извне. (2) Коммутационный шум, создаваемый внешним источником питания. (3) Комбинированное использование регуляторов серии. В трансформаторе источника питания используются три обмотки, и между обмотками можно устранить шум. Этот тип источника питания представляет собой высокоэффективный источник питания, который можно использовать в устройствах связи, которые подают питание по линии передачи. Приемная часть машины связи представляет собой аналоговую схему, которая использует сигналы с очень низкой индуктивностью. Когда используется этот малошумящий импульсный источник питания, он может одновременно решать проблемы эффективности и шума.
Наш другой продукт:
