Parce que les circuits numériques utilisent des signaux impulsionnels avec de courts fronts montants / descendants, ils émettent des ondes électromagnétiques indésirables (bruit), y compris des composants haute fréquence vers l'extérieur, et ils répondent de manière sensible aux ondes électromagnétiques (bruit) de l'extérieur, provoquant des dysfonctionnements. De plus, il existe également des problèmes dans le circuit, tels que la distorsion d'intermodulation entre les lignes et les fluctuations de tension d'alimentation provoquées par des changements brusques de courant lorsque les dispositifs numériques sont allumés / éteints. De cette manière, il est nécessaire de considérer le circuit constant distribué composé de l'inductance de câblage et de la capacité parasite dans le circuit numérique pour empêcher le dépassement et le sous-dépassement de provoquer un chaos de forme d'onde et une réflexion de signal, un retard, une atténuation et une distorsion d'intermodulation des interférences électromagnétiques entre les lignes. Les filtres et les boucliers qui résolvent ce problème sont tous des technologies analogiques.
En raison de l'application de la technologie des circuits numériques dans le contrôle des automobiles, des trains et des radios, il a atteint une fiabilité élevée avec une fiabilité élevée qui ne pouvait pas être obtenue avec la technologie analogique auparavant. Cependant, le bruit peut provoquer des dysfonctionnements du système et des circuits, et c'est un problème fatal, en particulier pour les machines. Même si le circuit analogique a du bruit, cela ne réduit que temporairement la précision des données. Une fois que le bruit disparaît, il a les caractéristiques de la fonction d'auto-récupération. Par conséquent, la combinaison de circuits numériques et de circuits analogiques hautement fonctionnels avec des capacités d'auto-récupération / d'auto-confirmation sera une solution sûre pour éviter les dysfonctionnements causés par le bruit dans les systèmes de commande mobiles et les circuits numériques. Une attention particulière doit être portée à la conception du circuit. Après la conception du circuit, afin de vérifier le travail, il est nécessaire d'assembler le circuit pour l'expérimentation. Mais en conséquence, il apparaît souvent que cela ne fonctionne pas comme prévu. Par exemple, l'amplificateur conçu est devenu un oscillateur. Dans le circuit analogique, le bruit du circuit numérique est mélangé, ce qui provoque la distorsion de la forme d'onde du signal analogique, le fonctionnement est instable et les données ne peuvent pas être obtenues en douceur.
Pour les circuits basse fréquence, peu importe qui les assemble, tant que le câblage n'est pas mal connecté, il n'y a presque aucune différence dans les diverses caractéristiques d'installation, de câblage et de circuit, et les mêmes données peuvent être obtenues. Mais la haute fréquence est différente. En raison des différentes méthodes d'installation, des données avec des caractéristiques différentes seront généralement obtenues. Dans les circuits haute fréquence et les circuits numériques à grande vitesse, s'il y a une ligne, un composant d'inductance (parasite) sera formé, et s'il y a deux lignes, un composant de capacité parasite et un composant d'inductance mutuelle (parasite) seront formés entre les lignes, les soi-disant trois parasites. Les trois valeurs parasites formées sont très petites, donc ce n'est presque pas un problème aux basses fréquences, mais l'influence des composantes C et L ne peut pas être ignorée dans la gamme des hautes fréquences.
Afin d'améliorer les performances de la machine, divers circuits tels que les circuits analogiques basse fréquence à haute fréquence, les circuits numériques haute vitesse, les circuits micro-analogiques et les circuits à courant élevé sont souvent mélangés, ce qui entraînera une instabilité du circuit. et détérioration des caractéristiques de fréquence. La raison principale est que les trois parasites mentionnés ci-dessus ne sont pas pleinement pris en compte dans la conception et que la fiabilité et la sécurité ne peuvent pas être maintenues. De plus, le schéma de circuit utilise uniquement une représentation bidimensionnelle du dispositif à semi-conducteur et des paramètres regroupés de R, C et L, mais cela ne représente pas les performances et la fonction du circuit réel. L'action réelle est un espace tridimensionnel, dont la fréquence est un espace quadridimensionnel. Par conséquent, le circuit de micro-courant formé par la combinaison de la distorsion d'intermodulation, de la réflexion, de l'électricité statique et de l'électromagnétique affectera les caractéristiques et les fonctions du circuit haute fréquence. Selon les exigences de l'époque, de nombreux circuits intégrés récents sont des dispositifs à haute vitesse qui sont sensibles au bruit haute fréquence. Par conséquent, lorsque vous utilisez l'appareil, sélectionnez les composants correspondants en fonction de la fonction du circuit et essayez d'éviter d'utiliser des circuits intégrés plus rapides que nécessaire.
Dans le schéma de circuit, l'impédance de l'alimentation, du fil de terre et du fil de signal est généralement considérée comme zéro ohms. Mais en fait, il n'y a pas de zéro ohm, et plus la fréquence est élevée, plus l'influence de l'inductance et de la capacité parasite est grande. En conséquence, la combinaison de circuits et l'influence des champs électromagnétiques externes sont trop importantes pour être ignorées, ce qui entraîne une instabilité du circuit et une détérioration des caractéristiques de fréquence. Le problème d'erreur, de bruit et de retard doit être résolu dans les circuits analogiques; tandis que dans les circuits numériques, l'anti-bruit est résolu, et il n'est pas affecté par le retard de temps grâce à la synchronisation, ce qui est très important pour améliorer les caractéristiques du circuit. Il faut prêter attention à l'influence du bruit dynamique «électricité statique». De nombreuses sources de bruit peuvent provoquer un dysfonctionnement des équipements électriques, telles que les lampes fluorescentes, les dépoussiéreurs, les émetteurs-récepteurs radio, les transformateurs et les convertisseurs autour de nous. Ce sont toutes des sources de bruit de champ électromagnétique. De plus, la source de bruit à l'origine des dysfonctionnements est la décharge électrostatique.
En raison du courant de décharge électrostatique et de la haute tension instantanée, le CI sera détruit, ce qui entraînera un dysfonctionnement et un dysfonctionnement du système ou de l'équipement. Afin d'éviter les décharges électrostatiques, les mesures nécessaires doivent être prises depuis l'achat des composants jusqu'à la conception, la production et l'emballage des équipements. Les mesures suivantes peuvent être prises en termes de conception:
(1) Évitez d'utiliser des circuits intégrés à haute vitesse qui dépassent les exigences, faites particulièrement attention au circuit d'entrée. Lorsque cela est possible, le circuit d'entrée adopte un mode différentiel. Le circuit de filtrage doit être connecté à proximité du circuit intégré.
(2) Protection d'entrée pour les semi-conducteurs. Dans la partie d'entrée du connecteur, un circuit limiteur est ajouté afin de contrôler le bruit en dessous de la valeur de tension de tenue du semi-conducteur. Étant donné que la porte CMOS a de faibles performances de bruit antistatique, elle n'est pas facile à utiliser dans la partie d'entrée du connecteur. (3) Évitez d'utiliser des circuits intégrés retardés sur les fronts et utilisez des méthodes stroboscopiques ou des circuits avec verrous.
(4) Afin de supprimer le taux d'occurrence de mauvais fonctionnement, une logique efficace faible doit être établie à l'extrémité de commande et à l'extrémité de sortie.
(5) Filtrez l'entrée de signal haute sensibilité. Filtrez la haute fréquence en dehors de la bande de fréquences, ce qui est très important pour que l'amplificateur opérationnel ne transmette pas de signaux trop importants. Faites également attention à l'inductance du câble du condensateur utilisé.
(6) Certaines mesures ont également été prises en matière de logiciels. Étant donné que la décharge électrostatique est une impulsion transitoire unique, des données erronées peuvent être détectées grâce à plusieurs vérifications. Un circuit de surveillance (circuit de surveillance) est installé dans le micro-ordinateur pour éviter un arrêt accidentel.
(7) Le circuit électronique et le câblage doivent être tenus à l'écart du boîtier métallique qui décharge l'électricité statique.
(8) Les pièces de connexion métalliques et métalliques du châssis doivent être étroitement connectées avec la peinture enlevée et vissées autant que possible.
Afin de réduire l'influence du champ électromagnétique généré par le courant de décharge, les mesures suivantes doivent être prises sur le circuit imprimé:
(1) Réduisez la zone de l'anneau. En raison de la réticulation du flux magnétique dans l'anneau formé, un courant sera induit dans l'anneau. Plus la surface de l'anneau est grande, plus la réticulation du flux magnétique est importante, plus le courant induit est important. Par conséquent, afin de minimiser la zone de boucle formée par les fils d'alimentation et de terre, les fils d'alimentation et de terre doivent être aussi proches que possible du câblage. Installez un condensateur de dérivation haute fréquence entre l'alimentation et le fil de terre pour réduire la zone de boucle. Afin de réduire la zone de la boucle formée entre la ligne de signal et la ligne de masse, acheminez le signal à proximité de la ligne de masse.
(2) Faites le câblage le plus court. Il est nécessaire de considérer la distribution des longueurs de ligne de signal. Lors de la conception, allongez la ligne de signal à faible efficacité et rendez la ligne de signal à haute efficacité la plus courte. Le câblage entre les appareils est le plus court et les appareils connectés aux lignes d'entrée et de sortie sont installés à proximité des bornes.
(3) Utilisez des cartes de circuits imprimés multicouches, ce qui est vu dans les circuits analogiques et les circuits numériques à grande vitesse. Dans les circuits numériques à grande vitesse, le spectre de fréquences du signal impulsionnel a une très large gamme de composantes harmoniques d'ordre élevé. Plus la fréquence de fonctionnement utilisée est élevée, plus l'influence de la capacité et de l'inductance parasites est grande. En supposant qu'un courant haute fréquence I circule sur un motif d'inductance L, la chute de tension générée par l'inductance L est: V = L · di / dt. Le motif est comme une antenne, envoyant le bruit rayonné. Faire du fil de terre une surface peut réduire l'impédance du fil de terre et réduire la chute de tension causée par le courant de décharge.
(4) Des mesures antistatiques doivent être prises pour le câble d'interface: les deux extrémités du fil blindé du câble sont connectées au boîtier. Ajoutez des condensateurs de dérivation pour les courts-circuits haute fréquence où des boucles de masse peuvent se produire. Il ne doit pas être connecté à la masse logique lorsqu'il n'y a pas de masse de coque. Pour les câbles plats, un fil de terre peut être ajouté entre le fil de signal et le fil de signal. Problèmes auxquels il convient de prêter attention lorsque l'alimentation à découpage est utilisée comme alimentation de signal analogique: La soi-disant alimentation à découpage est une forme de circuit d'alimentation qui stabilise la tension de sortie par modulation d'impulsions. Étant donné que cette méthode ne consomme de l'énergie que dans la partie de commutation, plus la vitesse de commutation est rapide, plus l'efficacité de l'alimentation est élevée. Par conséquent, des dispositifs de commutation à grande vitesse sont généralement utilisés. En raison de son rendement élevé, cette alimentation est largement utilisée, des machines à haute puissance aux machines petites et légères. Cependant, avec la commutation à grande vitesse, il existe un inconvénient de la fuite de bruit de commutation. Ce type d'alimentation pour circuits analogiques posera de nombreux problèmes.
Lorsque l'alimentation à découpage est utilisée comme alimentation du circuit analogique, le bruit haute fréquence entre dans la bande de fréquences du signal analogique et le rapport signal / bruit du signal analogique se détériore. Bien que le bruit de commutation ne soit généralement que de 50 à 100 mVpp, ce qui est assez petit, en raison de la grande plage dynamique du signal analogique, un tel bruit pose souvent des problèmes. Surtout lorsqu'ils sont utilisés dans des équipements tels que des convertisseurs A / N, lorsque du bruit est superposé au signal au moment de la détermination du niveau de conversion, des erreurs de conversion se produiront et la précision attendue ne sera pas obtenue. Afin de résoudre les problèmes liés à l'utilisation d'alimentations à découpage dans des circuits analogiques, vous pouvez prêter attention aux deux aspects suivants lors de la sélection des alimentations à découpage: (1) Le niveau de bruit de l'alimentation à découpage est aussi faible que possible; (2) Les composants de bruit de commutation n'entrent pas dans la bande de fréquence du signal. En raison du niveau élevé du signal analogique, le bruit de commutation n'a aucun effet sur le rapport signal / bruit. Afin d'empêcher le bruit de commutation d'entrer dans la bande de fréquence du signal, la méthode la plus simple consiste à sélectionner une alimentation avec une fréquence de commutation plus élevée que la bande de fréquence la plus élevée du signal analogique.
Lorsque la méthode ci-dessus ne peut pas être sélectionnée, il est nécessaire de trouver un moyen de réduire le bruit de commutation généré par l'alimentation. Ces méthodes comprennent: (1) Ajouter des condensateurs à l'extérieur. (2) Bruit de commutation généré par une alimentation externe. (3) Utilisation combinée de régulateurs en série. Le transformateur de l'alimentation utilise trois enroulements et le bruit peut être éliminé entre les enroulements. Ce type d'alimentation est une alimentation à haut rendement qui peut être utilisée dans des appareils de communication qui fournissent de l'énergie via une ligne de transmission. La partie réceptrice de la machine de communication est un circuit analogique qui utilise des signaux à très faible inductance. Lorsque cette alimentation à découpage à faible bruit est utilisée, elle peut résoudre à la fois les problèmes d'efficacité et de bruit.
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