Ker digitalna vezja uporabljajo impulzne signale s kratkimi naraščajočimi / padajočimi robovi, oddajajo zunaj neželene elektromagnetne valove (hrup), vključno z visokofrekvenčnimi komponentami, in se občutljivo odzivajo na elektromagnetne valove (šum) od zunaj, kar povzroča okvare. Poleg tega v vezju obstajajo tudi težave, kot so intermodulacijsko izkrivljanje med vodovi in nihanja napetosti napajalne napetosti, ki jih povzročajo nenadne spremembe toka ob vklopu / izklopu digitalnih naprav. Na ta način je treba razmisliti o porazdeljenem konstantnem vezju, sestavljenem iz induktivnosti ožičenja in parazitske kapacitivnosti v digitalnem vezju, da preprečimo, da bi prekoračitev in poddrsnost povzročila kaos valovnih oblik in odboj signala, zakasnitev, dušenje in intermodulacijsko izkrivljanje elektromagnetnih motenj med linijami. Filtri in ščiti, ki rešujejo to težavo, so vse analogne tehnologije.
Zaradi uporabe tehnologije digitalnega vezja pri nadzoru avtomobilov, vlakov in radijskih sprejemnikov je dosegel visoko zanesljivost z visoko zanesljivostjo, ki je prej ni bilo mogoče doseči z analogno tehnologijo. Vendar lahko hrup povzroči okvare sistema in vezja, kar je usodna težava, zlasti za stroje. Tudi če ima analogno vezje šum, le začasno zmanjša natančnost podatkov. Ko hrup izgine, ima značilnosti funkcije samoobnavljanja. Zato bo kombinacija visoko funkcionalnih digitalnih vezij in analognih vezij z zmožnostmi samoobnovitve / samopotrditve varna rešitev za preprečevanje motenj, ki jih povzroča hrup v mobilnih nadzornih sistemih in digitalnih vezjih. Posebno pozornost je treba nameniti zasnovi vezja. Po zasnovi vezja je za preverjanje dela potrebno sestaviti vezje za eksperimentiranje. Toda posledično se pogosto zdi, da ne deluje tako, kot je načrtovano. Na primer, zasnovani ojačevalnik je postal oscilator. V analognem vezju se meša šum iz digitalnega vezja, kar povzroči popačenje valovne oblike analognega signala, delovanje je nestabilno in podatkov ni mogoče gladko dobiti.
Za nizkofrekvenčna vezja, ne glede na to, kdo jih sestavlja, če ožičenje ni napačno priključeno, skoraj ni razlike v različnih značilnostih namestitve, ožičenja in vezja in je mogoče dobiti enake podatke. Toda visoka frekvenca je drugačna. Zaradi različnih načinov namestitve bodo na splošno pridobljeni podatki z različnimi značilnostmi. V visokofrekvenčnih vezjih in visokohitrostnih digitalnih tokokrogih se, če obstaja ena linija, tvori komponenta induktivnosti (parazitska), če sta dve liniji, pa parazitska kapacitivna komponenta in komponenta medsebojne induktivnosti (parazitska) med vrsticami tako imenovani trije paraziti. Nastale tri parazitske vrednosti so zelo majhne, zato pri nizkih frekvencah skorajda ni problem, vendar v visokofrekvenčnem območju ni mogoče prezreti vpliva komponent C in L.
Za izboljšanje zmogljivosti stroja se pogosto mešajo različna vezja, kot so nizkofrekvenčna do visokofrekvenčna analogna vezja, hitra digitalna vezja, mikroanalogna vezja in visokotokovna vezja, kar bo povzročilo nestabilnost tokokroga in poslabšanje frekvenčnih značilnosti. Glavni razlog je, da zgoraj omenjeni trije zajedavci niso popolnoma upoštevani pri zasnovi, zanesljivosti in varnosti pa ni mogoče vzdrževati. Poleg tega diagram vezja uporablja le dvodimenzionalno predstavitev polprevodniške naprave in strnjene parametre R, C in L, vendar to ne predstavlja zmogljivosti in funkcije dejanskega vezja. Dejansko delovanje je tridimenzionalni prostor, vključno s frekvenco je štiridimenzionalni prostor. Zato bo mikrotokovno vezje, ki nastane s kombinacijo intermodulacijskega izkrivljanja, odboja, statične elektrike in elektromagnetnega polja, vplivalo na značilnosti in funkcije visokofrekvenčnega vezja. V skladu z zahtevami časa so številne novejše IC-je hitre naprave, ki so občutljive na visokofrekvenčni hrup. Zato med uporabo naprave izberite ustrezne komponente v skladu s funkcijo vezja in se poskušajte izogniti uporabi IC z večjo hitrostjo, kot je potrebno.
V shemi vezja se impedanca napajalnika, ozemljitvene in signalne žice običajno šteje za nič ohmov. Toda v resnici ni nič ohma in večja kot je frekvenca, večji je vpliv induktivnosti in parazitske kapacitivnosti. Posledično je kombinacija vezij in vpliv zunanjih elektromagnetnih polj prevelika, da bi jih lahko prezrli, kar povzroči nestabilnost vezja in poslabšanje frekvenčnih lastnosti. Problem napak, šuma in časovne zakasnitve je treba rešiti v analognih vezjih; medtem ko je v digitalnih vezjih protihrup rešen in nanj ne vpliva časovna zakasnitev s sinhronizacijo, kar je zelo pomembno za izboljšanje lastnosti vezja. Pozorni moramo biti na vpliv dinamičnega šuma "statična elektrika". Obstaja veliko virov hrupa, ki lahko povzročijo okvare električne opreme, na primer fluorescenčne sijalke, zbiralniki prahu, radijski oddajniki, transformatorji in pretvorniki okoli nas. To so vsi viri elektromagnetnega polja. Poleg tega je vir hrupa, ki povzroča okvare, elektrostatični izpust.
Zaradi toka elektrostatičnega praznjenja in trenutne visoke napetosti bo IC uničen, kar bo povzročilo okvare sistema ali opreme. Da bi preprečili elektrostatično praznjenje, je treba sprejeti potrebne ukrepe od nakupa komponent do načrtovanja, proizvodnje in pakiranja opreme. Glede oblikovanja je mogoče sprejeti naslednje ukrepe:
(1) Izogibajte se uporabi IC z visoko hitrostjo, ki presegajo zahteve, še posebej bodite pozorni na vhodno vezje. Če je mogoče, vhodno vezje sprejme diferenčni način. Filtrsko vezje mora biti priključeno blizu IC.
(2) Vhodna zaščita za polprevodnike. V vhodni del konektorja je dodan omejevalni krog za nadzor hrupa pod vrednostjo vzdržljive polprevodniške napetosti. Ker imajo vrata CMOS šibke lastnosti antistatičnega šuma, jih ni enostavno uporabljati v vhodnem delu priključka. (3) Izogibajte se uporabi IC z zapoznelim robom in uporabljajte strobološke metode ali vezja z zapahi.
(4) Da bi preprečili pojavnost napačnega delovanja, je treba na koncu krmiljenja in izhodnem koncu narediti nizko učinkovito logiko.
(5) Filtrirajte visoko občutljivi vhodni signal. Filtrirajte visoko frekvenco zunaj frekvenčnega pasu, kar je zelo pomembno, da operacijski ojačevalnik ne oddaja prevelikih signalov. Bodite pozorni tudi na induktivnost svinca uporabljenega kondenzatorja.
(6) Nekateri ukrepi so bili sprejeti tudi v zvezi s programsko opremo. Ker je elektrostatični izpust enkratni prehodni impulz, lahko napačne podatke odkrijemo z več preverjanji. V mikroračunalnik je nameščen nadzorni krog (nadzorno vezje), ki preprečuje nenamerno zaustavitev.
(7) Elektronsko vezje in ožičenje naj ne bodo v bližini kovinskega ohišja, ki oddaja statično elektriko.
(8) Kovinski in kovinski povezovalni deli ohišja morajo biti tesno povezani z odstranjeno barvo in čim bolj priviti.
Da bi zmanjšali vpliv elektromagnetnega polja, ki ga ustvarja izpustni tok, je treba na tiskanem vezju izvesti naslednje ukrepe:
(1) Zmanjšajte območje obroča. Zaradi zamreženja magnetnega pretoka v oblikovanem obroču bo v obroču induciran tok. Večja kot je površina obroča, večja je premreženost magnetnega pretoka, večji je inducirani tok. Da bi zmanjšali območje zanke, ki jo tvorijo napajalne in ozemljitvene žice, morajo biti žice za napajanje in ozemljitev čim bližje ožičenju. Med napajalnikom in ozemljitveno žico namestite visokofrekvenčni bypass kondenzator, da zmanjšate območje zanke. Da bi zmanjšali površino zanke, ki se tvori med signalno črto in zemeljsko črto, usmerite signal blizu talne črte.
(2) Ožičenje naj bo najkrajše. Upoštevati je treba porazdelitev dolžin signalnih vodov. Pri načrtovanju podaljšajte nizko učinkovit signalni vod in najhitrejši signalni vod naredite najkrajši. Ožičenje med napravami je najkrajše, naprave, priključene na vhodne in izhodne vodnike, pa so nameščene blizu terminalov.
(3) Uporabite večslojna vezja, kar je razvidno iz analognih vezij in hitrih digitalnih vezij. V visokohitrostnih digitalnih vezjih ima frekvenčni spekter impulznega signala zelo širok nabor harmoničnih komponent velikega reda. Višja kot je uporabljena delovna frekvenca, večji je vpliv parazitske kapacitivnosti in induktivnosti. Ob predpostavki, da visokofrekvenčni tok I teče po vzorcu z induktivnostjo L, je padec napetosti, ki ga ustvarja induktivnost L, V: L = L · di / dt. Vzorec je kot antena, ki oddaja oddani hrup. Če ozemljitveno žico naredite površinsko, lahko zmanjšate impedanco ozemljitvene žice in zmanjšate padec napetosti zaradi praznjenja.
(4) Za vmesniški kabel je treba sprejeti antistatične ukrepe: oba konca zaščitene žice kabla sta povezana z ohišjem. Dodajte obvodne kondenzatorje za visokofrekvenčne kratke stike, kjer se lahko pojavijo ozemljitvene zanke. Ne sme biti povezan z logičnim ozemljem, če ni lupine. Za ravne kable lahko med signalno in signalno žico dodamo ozemljitveno žico. Težave, na katere je treba biti pozoren pri preklopnem napajanju, se uporablja kot analogno napajanje signala: Tako imenovano preklopno napajanje je oblika napajalnega vezja, ki s pulzno modulacijo stabilizira izhodno napetost. Ker ta metoda porablja samo moč v preklopnem delu, hitrejša je preklopna hitrost, večja je učinkovitost napajanja. Zato se na splošno uporabljajo visokohitrostne stikalne naprave. Zaradi visoke učinkovitosti se ta napajalnik pogosto uporablja od strojev z visoko močjo do majhnih in lahkih strojev. Vendar pri hitrem preklapljanju obstaja pomanjkljivost puščanja hrupa pri preklapljanju. Tovrstno napajanje analognih vezij bo povzročilo veliko težav.
Ko se za napajanje analognega vezja uporablja preklopno napajanje, bo visokofrekvenčni šum vstopil v frekvenčni pas analognega signala in razmerje signal / šum analognega signala se bo poslabšalo. Čeprav je preklopni šum praviloma le 50–100 mVpp, kar je precej majhno, zaradi velikega dinamičnega razpona analognega signala takšen hrup pogosto povzroča težave. Zlasti pri uporabi v opremi, kot so A / D pretvorniki, ko se v času določanja stopnje pretvorbe na signal naloži šum, pride do napak pretvorbe in pričakovana natančnost ne bo dosežena. Da bi rešili težave pri uporabi preklopnih napajalnikov v analognih vezjih, ste pri izbiri preklopnih napajalnikov pozorni na naslednja dva vidika: (1) raven hrupa preklopnega napajanja je čim manjša; (2) Preklopne komponente šuma ne vstopajo v frekvenčni pas signala. Zaradi visoke ravni analognega signala preklopni šum nima vpliva na razmerje signal-šum. Da preprečimo, da bi preklopni šum vstopil v frekvenčni pas signala, je najpreprostejši način izbrati napajalnik z višjo preklopno frekvenco kot najvišji frekvenčni pas analognega signala.
Če zgornje metode ni mogoče izbrati, je treba najti način za zmanjšanje preklopnega šuma, ki ga ustvarja napajalnik. Te metode vključujejo: (1) Kondenzatorje dodajte zunaj. (2) Preklopni šum, ki ga ustvarja zunanje napajanje. (3) Kombinirana uporaba serijskih regulatorjev. Transformator napajalnika uporablja tri navitja, med navitji pa je mogoče odpraviti hrup. Ta vrsta napajanja je visoko učinkovit napajalnik, ki se lahko uporablja v komunikacijskih napravah, ki napajajo prek daljnovoda. Sprejemni del komunikacijskega stroja je analogno vezje, ki uporablja signale zelo nizke induktivnosti. Ko se uporablja ta tiho stikalni napajalnik, lahko hkrati reši težave z učinkovitostjo in hrupom.
Naš drugi izdelek:
