Budući da digitalni sklopovi koriste impulsne signale s kratkim rastućim / spuštajućim rubovima, oni vani emitiraju neželjene elektromagnetske valove (šum), uključujući visokofrekventne komponente, a osjetljivo reagiraju na elektromagnetske valove (buku) izvana, što uzrokuje kvarove. Osim toga, u krugu postoje i problemi, poput intermodulacijskog izobličenja između vodova i kolebanja napona napajanja uzrokovanih naglim promjenama struje pri uključivanju / isključivanju digitalnih uređaja. Na taj je način potrebno razmotriti distribuirani konstantni krug koji se sastoji od induktiviteta ožičenja i parazitskog kapaciteta u digitalnom krugu kako bi se spriječilo prekomjerno i nedovoljno pucanje da uzrokuje kaos valnih oblika i odbijanje signala, kašnjenje, slabljenje i intermodulacijsko izobličenje elektromagnetskih smetnji između vodova. Filteri i štitovi koji rješavaju ovaj problem analogne su tehnologije.
Zahvaljujući primjeni tehnologije digitalnih sklopova u upravljanju automobilima, vlakovima i radio-uređajima, postigla je visoku pouzdanost s velikom pouzdanošću što se prije nije moglo postići analognom tehnologijom. Međutim, buka može uzrokovati kvarove u radu sustava i kruga, što je fatalan problem posebno za strojeve. Čak i ako analogni sklop ima šum, to samo privremeno smanjuje točnost podataka. Jednom kad buka nestane, ona ima značajke funkcije samooporabe. Stoga će kombiniranje visokofunkcionalnih digitalnih krugova i analognih sklopova s mogućnostima samooporave / samopotvrde biti sigurno rješenje za sprečavanje kvarova uzrokovanih bukom u mobilnim sustavima upravljanja i digitalnim krugovima. Posebnu pozornost treba obratiti na dizajn sklopa. Nakon projektiranja sklopa, da bi se provjerio rad, potrebno je sklopiti sklop za eksperimentiranje. Ali kao rezultat toga, često se čini da ne radi kako je zamišljeno. Na primjer, dizajnirano pojačalo postalo je oscilator. U analognom se krugu miješa šum iz digitalnog kruga, što uzrokuje iskrivljenje valnog oblika analognog signala, rad je nestabilan i podaci se ne mogu dobiti glatko.
Za niskofrekventne krugove, bez obzira na to tko ih sastavlja, sve dok ožičenje nije pogrešno spojeno, gotovo da nema razlike u raznim karakteristikama instalacije, ožičenja i kruga i mogu se dobiti isti podaci. Ali visoka frekvencija je drugačija. Zbog različitih metoda instalacije, općenito će se dobiti podaci s različitim karakteristikama. U visokofrekventnim krugovima i digitalnim krugovima velikih brzina, ako postoji jedan vod, formirat će se komponenta induktiviteta (parazitska), a ako postoje dvije linije, parazitska komponenta kapacitivnosti i komponenta međusobne induktivnosti (parazit) između redova, takozvana tri parazita. Formirane tri parazitske vrijednosti vrlo su male, tako da gotovo nije problem na niskim frekvencijama, ali utjecaj C i L komponenata ne može se zanemariti u području visokih frekvencija.
Kako bi se poboljšale performanse stroja, često se miješaju različiti krugovi poput niskofrekventnih do visokofrekventnih analognih krugova, brzih digitalnih krugova, mikro analognih krugova i krugova velike struje, što će uzrokovati nestabilnost kruga i pogoršanje frekvencijskih karakteristika. Glavni je razlog što gore spomenuta tri parazita nisu u potpunosti uzeta u obzir u dizajnu, a pouzdanost i sigurnost ne mogu se održati. Uz to, shema sklopa koristi samo dvodimenzionalni prikaz poluvodičkog uređaja i skupljene parametre R, C i L, ali to ne predstavlja izvedbu i funkciju stvarnog kruga. Stvarno djelovanje je trodimenzionalni prostor, uključujući frekvenciju i četverodimenzionalni prostor. Stoga će krug mikrostruje nastao kombinacijom intermodulacijskog izobličenja, refleksije, statičkog elektriciteta i elektromagnetskog utjecaja utjecati na karakteristike i funkcije visokofrekventnog kruga. Prema zahtjevima vremena, mnogi od novijih IC-a su uređaji velike brzine koji su osjetljivi na visokofrekventnu buku. Stoga, kada koristite uređaj, odaberite odgovarajuće komponente prema funkciji sklopa i pokušajte izbjeći upotrebu IC-a veće brzine nego što je potrebno.
Na shemi spojeva impedancija napajanja, žice za uzemljenje i signalne žice obično se smatra nulom. Ali zapravo nema nula ohma, a što je frekvencija veća, to je veći utjecaj induktiviteta i parazitskog kapaciteta. Kao rezultat, kombinacija krugova i utjecaj vanjskih elektromagnetskih polja preveliki su da bi se mogli zanemariti, što rezultira nestabilnošću kruga i pogoršanjem frekvencijskih karakteristika. Problem pogreške, šuma i kašnjenja treba riješiti u analognim krugovima; dok je u digitalnim krugovima protušum riješen i na njega ne utječe vremensko kašnjenje sinkronizacijom, što je vrlo važno za poboljšanje karakteristika kruga. Moramo obratiti pažnju na utjecaj dinamičke buke "statički elektricitet". Mnogo je izvora buke koji mogu uzrokovati kvar električne opreme, poput fluorescentnih svjetiljki, sakupljača prašine, radio primopredajnika, transformatora i pretvarača oko nas. Sve su to izvori šuma elektromagnetskog polja. Uz to, izvor buke koja uzrokuje kvarove je elektrostatičko pražnjenje.
Zbog struje elektrostatičkog pražnjenja i trenutnog visokog napona, IC će biti uništen, što će dovesti do kvara i neispravnosti sustava ili opreme. Da bi se spriječilo elektrostatičko pražnjenje, moraju se poduzeti potrebne mjere od kupnje komponenata do dizajna, proizvodnje i pakiranja opreme. U pogledu dizajna mogu se poduzeti sljedeće mjere:
(1) Izbjegavajte koristiti IC velike brzine koji premašuju zahtjeve, posebno obratite pažnju na ulazni krug. Kad je moguće, ulazni krug prihvaća diferencijalni način rada. Krug filtra trebao bi biti povezan blizu IC.
(2) Ulazna zaštita za poluvodiče. U ulazni dio konektora dodaje se ograničavajući krug kako bi se kontrolirala buka ispod vrijednosti izdržljivog napona poluvodiča. Budući da CMOS vrata imaju slabe antistatičke performanse buke, nije ih jednostavno koristiti u ulaznom dijelu konektora. (3) Izbjegavajte koristiti IC s odgodom ruba i upotrebljavajte strobing metode ili sklopove s zasunima.
(4) Da bi se suzbila stopa pogrešnog rada, na upravljačkom i izlaznom kraju treba napraviti nisko učinkovitu logiku.
(5) Filtrirajte ulaz visoke osjetljivosti signala. Filtrirajte visoku frekvenciju izvan frekvencijskog pojasa, što je vrlo važno za operativno pojačalo da ne unosi prevelike signale. Također obratite pažnju na induktivitet olova korištenog kondenzatora.
(6) Neke su mjere poduzete i u pogledu softvera. Budući da je elektrostatičko pražnjenje jednokratni prijelazni impuls, pogrešni podaci mogu se otkriti kroz više provjera. U mikroračunalo je instaliran nadzorni krug (nadzorni krug) kako bi se spriječilo slučajno zaustavljanje.
(7) Elektronički sklop i ožičenje treba držati dalje od metalnog kućišta koje prazni statički elektricitet.
(8) Metalni i metalni spojni dijelovi šasije trebaju biti čvrsto povezani uklonjenom bojom i pričvršćeni što je više moguće.
Kako bi se smanjio utjecaj elektromagnetskog polja generiranog strujom pražnjenja, na tiskanoj ploči treba poduzeti sljedeće mjere:
(1) Smanjite površinu prstena. Zbog umrežavanja magnetskog toka u formiranom prstenu u prstenu će se inducirati struja. Što je veća površina prstena, to je više umrežavanja magnetskog toka, veća je inducirana struja. Stoga, kako bi se površina petlje koju čine žice za napajanje i uzemljenje svele na najmanju moguću mjeru, žice za napajanje i uzemljenje trebaju biti što bliže ožičenju. Instalirajte visokofrekventni premosni kondenzator između napajanja i žice za uzemljenje kako biste smanjili područje petlje. Kako bi se smanjilo područje petlje koja se formira između signalne linije i crte zemlje, usmjeravajte signal blizu linije zemlje.
(2) Neka ožičenje bude najkraće. Potrebno je razmotriti raspodjelu duljina signalnih vodova. Prilikom projektiranja produžite nisko-efektivnu signalnu liniju i učinite visoko-efektivnu signalnu liniju najkraćom. Ožičenje između uređaja je najkraće, a uređaji spojeni na ulazni i izlazni vod instalirani su u blizini stezaljki.
(3) Koristite višeslojne pločice, što se vidi u analognim krugovima i digitalnim krugovima velikih brzina. U digitalnim krugovima velike brzine frekvencijski spektar impulsnog signala ima vrlo širok raspon harmonskih komponenata visokog reda. Što je veća radna frekvencija koja se koristi, to je veći utjecaj parazitske kapacitivnosti i induktivnosti. Pod pretpostavkom da visokofrekventna struja I teče na uzorku s induktivitetom L, pad napona generiran induktivitetom L iznosi: V = L · di / dt. Uzorak je poput antene koja odašilje zračenu buku. Izrada žice za uzemljenje površinom može smanjiti impedanciju žice za uzemljenje i smanjiti pad napona uzrokovan strujom pražnjenja.
(4) Za sučelni kabel treba poduzeti antistatičke mjere: dva kraja zaštićene žice kabela spojena su na kućište. Dodajte premosne kondenzatore za visokofrekventne kratke spojeve tamo gdje se mogu pojaviti petlje uzemljenja. Ne bi ga trebalo povezati s logičkim tlom kad nema uzemljenja ljuske. Za ravne kabele može se dodati žica za uzemljenje između signalne i signalne žice. Problemi na koje treba obratiti pažnju prilikom prebacivanja napajanja koriste se kao analogno napajanje signala: Takozvano preklopno napajanje oblik je kruga napajanja koji stabilizira izlazni napon impulsnom modulacijom. Budući da se ovom metodom troši samo snaga u sklopnom dijelu, što je brža brzina prebacivanja veća, to je veća učinkovitost napajanja. Stoga se uglavnom koriste sklopni uređaji velike brzine. Zbog svoje visoke učinkovitosti, ovaj se izvor napajanja široko koristi od strojeva velike snage do malih i laganih strojeva. Međutim, kod brzog prebacivanja postoji nedostatak propuštanja buke kod prebacivanja. Ovakva vrsta napajanja analognih krugova uzrokovat će brojne probleme.
Kada se komutacijsko napajanje koristi kao napajanje analognog kruga, visokofrekventni šum ući će u frekvencijski opseg analognog signala, a odnos signal / šum analognog signala će se pogoršati. Iako je komutacijski šum općenito samo 50-100mVpp, što je prilično malo, zbog velikog dinamičkog raspona analognog signala, takav šum često stvara probleme. Pogotovo kada se koristi u opremi kao što su A / D pretvarači, kada se na signal postavlja signal u trenutku određivanja razine pretvorbe, pojavit će se pogreške pretvorbe i neće se dobiti očekivana točnost. Da biste riješili probleme korištenja preklopnih izvora napajanja u analognim krugovima, pri odabiru preklopnih izvora napajanja možete obratiti pažnju na sljedeća dva aspekta: (1) Razina buke preklopnog napajanja je što manja; (2) Sklopne komponente šuma ne ulaze u opseg frekvencije signala. Zbog visoke razine analognog signala, komutacijski šum nema utjecaja na omjer signal-šum. Kako bi se spriječilo da komutacijski šum uđe u frekvencijski opseg signala, najjednostavnija metoda je odabir napajanja s višom frekvencijom komutacije od najvišeg frekvencijskog područja analognog signala.
Kada se gornja metoda ne može odabrati, potrebno je pronaći način za smanjenje komutacijske buke koju stvara napajanje. Te metode uključuju: (1) Kondenzatore dodajte izvana. (2) Preklopna buka koju generira vanjsko napajanje. (3) Kombinirana uporaba serijskih regulatora. Transformator napajanja koristi tri namota, a buka se može eliminirati između namota. Ova vrsta napajanja je napajanje visoke učinkovitosti koje se može koristiti u komunikacijskim uređajima koji napajaju mrežu preko dalekovoda. Prijemni dio komunikacijskog stroja analogni je sklop koji koristi signale vrlo male induktivnosti. Kada se koristi ovaj preklopni izvor napajanja s malim šumom, on može istodobno riješiti probleme s učinkovitošću i bukom.
Naš drugi proizvod:
