Com que els circuits digitals utilitzen senyals d’impulsos amb vores curtes ascendents / baixants, emeten ones electromagnètiques (soroll) no desitjats, inclosos components d’alta freqüència cap a l’exterior, i responen sensiblement a les ones electromagnètiques (soroll) de l’exterior, causant mal funcionament. A més, també hi ha problemes al circuit, com ara la distorsió de la intermodulació entre línies i les fluctuacions de tensió de l’alimentació causades per canvis bruscos de corrent quan els dispositius digitals s’encenen / apaguen. D’aquesta manera, és necessari tenir en compte el circuit constant distribuït compost per inductància de cablejat i capacitat paràsita al circuit digital per evitar que el desbordament i la baixada provoquin el caos de la forma d’ona i la reflexió del senyal, el retard, l’atenuació i la distorsió de la intermodulació de la interferència electromagnètica entre línies. Els filtres i els protectors que resolen aquest problema són tecnologies analògiques.
A causa de l’aplicació de la tecnologia de circuits digitals en el control d’automòbils, trens i ràdios, ha aconseguit una alta fiabilitat amb una alta fiabilitat que abans no es podia aconseguir amb la tecnologia analògica. No obstant això, el soroll pot causar disfuncions del sistema i del circuit, i és un problema fatal, especialment per a les màquines. Fins i tot si el circuit analògic té soroll, només redueix temporalment la precisió de les dades. Un cop desapareix el soroll, té les característiques de la funció d’autorecuperació. Per tant, la combinació de circuits digitals d’alta funcionalitat i circuits analògics amb capacitats d’autocuperació / autoconfirmació serà una solució segura per evitar mal funcionaments causats pel soroll en sistemes de control mòbils i circuits digitals. S'ha de prestar especial atenció al disseny del circuit. Després del disseny del circuit, per verificar el treball, és necessari muntar el circuit per experimentar-lo. Però, en conseqüència, sovint sembla que no funciona tal com s’ha dissenyat. Per exemple, l'amplificador dissenyat s'ha convertit en un oscil·lador. Al circuit analògic, el soroll del circuit digital es barreja, cosa que provoca que es distorsioni la forma d'ona del senyal analògic, que el funcionament sigui inestable i que les dades no es puguin obtenir sense problemes.
Per als circuits de baixa freqüència, independentment de qui els muni, sempre que el cablejat no estigui connectat incorrectament, gairebé no hi ha diferències en les característiques d’instal·lació, cablejat i circuit, i es poden obtenir les mateixes dades. Però l’alta freqüència és diferent. Degut als diferents mètodes d’instal·lació, generalment s’obtindran dades amb característiques diferents. En circuits d'alta freqüència i circuits digitals d'alta velocitat, si hi ha una línia, es formarà un component d'inductància (paràsit) i, si hi ha dues línies, es formarà un component de capacitat paràsita i un component d'inductància mútua (paràsit) entre línies, els anomenats tres paràsits. Els tres valors paràsits formats són molt petits, de manera que gairebé no suposa cap problema a freqüències baixes, però la influència dels components C i L no es pot ignorar en el rang d’alta freqüència.
Per tal de millorar el rendiment de la màquina, sovint es barregen diversos circuits com circuits analògics de baixa freqüència a alta freqüència, circuits digitals d’alta velocitat, circuits microanalògics i circuits d’alta intensitat, cosa que provocarà inestabilitat del circuit i deteriorament de les característiques de freqüència. La raó principal és que els tres paràsits esmentats anteriorment no es consideren completament en el disseny i no es pot mantenir la fiabilitat i la seguretat. A més, el diagrama de circuits només utilitza la representació bidimensional del dispositiu semiconductor i els paràmetres combinats de R, C i L, però això no representa el rendiment i la funció del circuit real. L’acció real és l’espai tridimensional, inclosa la freqüència és l’espai tridimensional. Per tant, el circuit de micro-corrent format per la combinació de distorsió d’intermodulació, reflexió, electricitat estàtica i electromagnètica afectarà les característiques i funcions del circuit d’alta freqüència. Segons els requisits de l'època, moltes de les CI recents són dispositius d'alta velocitat que són sensibles al soroll d'alta freqüència. Per tant, quan utilitzeu el dispositiu, seleccioneu els components corresponents segons la funció del circuit i intenteu evitar utilitzar circuits integrats de velocitat superiors als requerits.
Al diagrama de circuits, la impedància de la font d'alimentació, el cable de terra i el cable de senyal solen considerar-se zero ohms. Però, de fet, no hi ha zero ohmis i, a més freqüència, major serà la influència de la inductància i la capacitat paràsita. Com a resultat, la combinació de circuits i la influència de camps electromagnètics externs són massa grans per ignorar-se, cosa que resulta en inestabilitat del circuit i deteriorament de les característiques de freqüència. El problema d'error, soroll i retard de temps s'ha de resoldre en circuits analògics; mentre que als circuits digitals, l’antisoroll es resol i no es veu afectat pel retard de temps mitjançant la sincronització, que és molt important per millorar les característiques del circuit. Hem de prestar atenció a la influència del soroll dinàmic "electricitat estàtica". Hi ha moltes fonts de soroll que poden provocar un mal funcionament dels equips elèctrics, com ara les làmpades fluorescents, els col·lectors de pols, els transceptors de ràdio, els transformadors i els convertidors que ens envolten. Totes aquestes són fonts de soroll del camp electromagnètic. A més, la font de soroll que causa mal funcionament és la descàrrega electrostàtica.
A causa del corrent de descàrrega electrostàtica i de l’alta tensió instantània, es destruirà l’IC, cosa que provocarà un mal funcionament del sistema o de l’equip. Per evitar descàrregues electrostàtiques, s'han de prendre les mesures necessàries des de la compra de components fins al disseny, producció i embalatge d'equips. En termes de disseny es poden prendre les mesures següents:
(1) Eviteu utilitzar circuits integrats d'alta velocitat que superin els requisits, especialment parar atenció al circuit d'entrada. Quan és possible, el circuit d'entrada adopta un mode diferencial. El circuit del filtre s’hauria de connectar a prop de l’IC.
(2) Protecció d'entrada per a semiconductors. A la part d'entrada del connector, s'afegeix un circuit limitador per tal de controlar el soroll per sota del valor de tensió de resistència dels semiconductors. Com que la porta CMOS té un rendiment de soroll antiestàtic feble, no és fàcil d’utilitzar a la part d’entrada del connector. (3) Eviteu utilitzar circuits integrats amb retard i utilitzeu mètodes estroboscòpics o circuits amb pestells.
(4) Per tal de suprimir la taxa d’ocurrència de mal funcionament, s’hauria de fer una lògica efectiva baixa a l’extrem de control i a l’extrem de sortida.
(5) Filtreu l'entrada de senyal d'alta sensibilitat. Filtreu l'alta freqüència fora de la banda de freqüències, cosa que és molt important perquè l'amplificador operacional no introdueixi senyals massa grans. Presteu també atenció a la inductància de plom del condensador utilitzat.
(6) També s'han pres algunes mesures pel que fa al programari. Atès que la descàrrega electrostàtica és un impuls transitori únic, es poden detectar dades incorrectes mitjançant múltiples verificacions. S'instal·la un circuit de vigilància (circuit de vigilància) al microordinador per evitar una parada accidental.
(7) El circuit electrònic i el cablejat s’han de mantenir allunyats de la caixa metàl·lica que descarrega electricitat estàtica.
(8) Les parts de connexió metàl·liques i metàl·liques del xassís han d'estar ben connectades amb la pintura retirada i cargolades el màxim possible.
Per tal de reduir la influència del camp electromagnètic generat pel corrent de descàrrega, s'han de prendre les mesures següents a la placa de circuits impresos:
(1) Reduïu l'àrea de l'anell. A causa de la reticulació del flux magnètic a l'anell format, el corrent s'induirà a l'anell. Com més gran sigui l’àrea de l’anell, major serà la reticulació del flux magnètic, major serà el corrent induït. Per tant, per tal de minimitzar l'àrea del bucle formada pels cables d'alimentació i de terra, els cables d'alimentació i de terra haurien d'estar el més a prop possible del cablejat. Instal·leu un condensador de derivació d'alta freqüència entre la font d'alimentació i el cable de terra per reduir l'àrea del bucle. Per tal de reduir l'àrea del bucle format entre la línia de senyal i la línia de terra, encamineu el senyal prop de la línia de terra.
(2) Feu que el cablejat sigui el més curt. Cal tenir en compte la distribució de les longituds de la línia de senyal. En dissenyar, allargueu la línia de senyal poc eficaç i feu la línia de senyal més eficaç la més curta. El cablejat entre els dispositius es fa més curt i els dispositius connectats a les línies d’entrada i sortida s’instal·len a prop dels terminals.
(3) Utilitzeu plaques de circuits multicapa, que es veuen en circuits analògics i circuits digitals d'alta velocitat. En els circuits digitals d’alta velocitat, l’espectre de freqüència del senyal de pols té una gamma molt àmplia de components harmònics d’alt ordre. Com més alta sigui la freqüència de funcionament utilitzada, major serà la influència de la capacitat i la inductància paràsites. Suposant que un corrent d’alta freqüència I flueix per un patró amb una inductància L, la caiguda de tensió generada per la inductància L és: V = L · di / dt. El patró és com una antena que emet el soroll irradiat. Fer que el cable de terra sigui una superfície es pot reduir la impedància del cable de terra i reduir la caiguda de tensió causada pel corrent de descàrrega.
(4) S'han de prendre mesures antiestàtiques per al cable d'interfície: els dos extrems del cable blindat del cable estan connectats a la carcassa. Afegiu condensadors de derivació per a curtcircuits d'alta freqüència on es puguin produir bucles de terra. No s'hauria de connectar a una terra lògica quan no hi hagi una connexió a terra. Per als cables plans, es pot afegir un cable de terra entre el cable de senyal i el cable de senyal. Problemes als quals s’hauria de prestar atenció quan s’utilitza la font d’alimentació de commutació com a font d’alimentació de senyal analògica: l’anomenada font d’alimentació de commutació és una forma de circuit d’alimentació que estabilitza la tensió de sortida mitjançant la modulació d’impulsos. Atès que aquest mètode només consumeix energia a la peça de commutació, a major velocitat de commutació, major serà l'eficiència de la font d'alimentació. Per tant, generalment s’utilitzen dispositius de commutació d’alta velocitat. A causa de la seva alta eficiència, aquesta font d'alimentació s'utilitza àmpliament des de màquines d'alta potència fins a màquines petites i lleugeres. No obstant això, amb la commutació d’alta velocitat, hi ha una deficiència en les fuites de soroll de commutació. Aquest tipus de font d'alimentació per a circuits analògics causarà molts problemes.
Quan s'utilitza la font d'alimentació de commutació com a font d'alimentació del circuit analògic, el soroll d'alta freqüència entrarà a la banda de freqüència del senyal analògic i la relació senyal / soroll del senyal analògic es deteriorarà. Tot i que el soroll de commutació sol ser de només 50-100 mVpp, que és força petit, a causa del gran rang dinàmic del senyal analògic, aquest soroll sol causar problemes. Especialment quan s’utilitza en equips com ara convertidors A / D, quan se suposa soroll al senyal en el moment de determinar el nivell de conversió, es produiran errors de conversió i no s’obtindrà la precisió esperada. Per resoldre els problemes d'ús de fonts d'alimentació de commutació en circuits analògics, podeu fixar-vos en els dos aspectes següents a l'hora de seleccionar fonts d'alimentació de commutació: (1) El nivell de soroll de la font d'alimentació de commutació és el més petit possible; (2) Els components de soroll de commutació no entren a la banda de freqüència del senyal. A causa de l’alt nivell del senyal analògic, el soroll de commutació no té cap efecte sobre la relació senyal-soroll. Per evitar que el soroll de commutació entri a la banda de freqüència del senyal, el mètode més senzill és seleccionar una font d'alimentació amb una freqüència de commutació superior a la banda de freqüència més alta del senyal analògic.
Quan no es pot seleccionar el mètode anterior, cal trobar una manera de reduir el soroll de commutació generat per la font d'alimentació. Aquests mètodes inclouen: (1) Afegir condensadors externament. (2) Soroll de commutació generat per la font d'alimentació externa. (3) Ús combinat de reguladors de sèrie. El transformador de la font d'alimentació utilitza tres bobinatges i es pot eliminar el soroll entre els bobinatges. Aquest tipus de font d'alimentació és una font d'alimentació d'alta eficiència que es pot utilitzar en dispositius de comunicació que subministren energia a través d'una línia de transmissió. La part receptora de la màquina de comunicació és un circuit analògic que utilitza senyals d’inductància molt baixes. Quan s’utilitza aquesta font d’alimentació de commutació de baix soroll, pot resoldre problemes d’eficiència i soroll alhora.
El nostre altre producte:
