Тъй като цифровите вериги използват импулсни сигнали с къси нарастващи / падащи ръбове, те излъчват нежелани електромагнитни вълни (шум), включително високочестотни компоненти навън, и реагират чувствително на електромагнитни вълни (шум) отвън, причинявайки неизправности. Освен това има и проблеми във веригата, като интермодулационно изкривяване между линиите и колебания на напрежението на захранването, причинени от внезапни промени в тока при включване / изключване на цифрови устройства. По този начин е необходимо да се вземе предвид разпределената постоянна верига, съставена от индуктивност на окабеляването и паразитен капацитет в цифровата верига, за да се предотврати превишаване и недоизстрелване от причиняване на хаос на сигнала и отражение на сигнала, забавяне, затихване и интермодулационно изкривяване на електромагнитните смущения между линиите. Филтрите и екраните, които решават този проблем, са аналогови технологии.
Благодарение на прилагането на технологията на цифровите вериги при управлението на автомобили, влакове и радиостанции, тя постигна висока надеждност с висока надеждност, която не можеше да бъде постигната с аналогова технология преди. Шумът обаче може да причини неизправности в системата и веригата и е фатален проблем, особено за машините. Дори ако аналоговата схема има шум, тя само временно намалява точността на данните. След като шумът изчезне, той има характеристиките на функция за самовъзстановяване. Следователно, комбинирането на високофункционални цифрови схеми и аналогови схеми с възможности за самовъзстановяване / самопотвърждаване ще бъде безопасно решение за предотвратяване на неизправности, причинени от шума в мобилните системи за управление и цифровите схеми. Специално внимание трябва да се обърне на дизайна на веригата. След проектирането на веригата, за да се провери работата, е необходимо да се събере веригата за експериментиране. Но в резултат на това често се оказва, че не работи както е проектирано. Например проектираният усилвател се е превърнал в осцилатор. В аналоговата схема шумът от цифровата верига се смесва, което води до изкривяване на формата на вълната на аналоговия сигнал, работата е нестабилна и данните не могат да бъдат получени гладко.
За нискочестотни вериги, без значение кой ги сглобява, стига кабелите да не са свързани неправилно, почти няма разлика в различните характеристики на инсталацията, окабеляването и веригата и могат да се получат същите данни. Но високата честота е различна. Поради различните методи за инсталиране обикновено се получават данни с различни характеристики. Във високочестотни вериги и високоскоростни цифрови схеми, ако има една линия, ще се образува индуктивен компонент (паразитен), а ако има две линии, ще се образува паразитен капацитетен компонент и взаимен индуктивен компонент (паразитен) между редовете, така наречените три паразити. Образуваните три паразитни стойности са много малки, така че почти не е проблем при ниски честоти, но влиянието на C и L компонентите не може да бъде пренебрегнато във високочестотния диапазон.
За да се подобри работата на машината, често се смесват различни вериги като нискочестотни до високочестотни аналогови схеми, високоскоростни цифрови схеми, микроаналогови схеми и силни токови вериги, което ще доведе до нестабилност на веригата и влошаване на честотните характеристики. Основната причина е, че гореспоменатите три паразита не са напълно разгледани при проектирането и надеждността и безопасността не могат да бъдат поддържани. В допълнение, схемата на схемата използва само двуизмерно представяне на полупроводниковото устройство и сглобените параметри на R, C и L, но това не представлява работата и функцията на действителната верига. Действителното действие е тримерно пространство, включително честотата е четиримерно пространство. Следователно микротоковата верига, образувана от комбинацията от интермодулационно изкривяване, отражение, статично електричество и електромагнитно, ще повлияе на характеристиките и функциите на високочестотната верига. Според изискванията на времето, много от последните интегрални схеми са високоскоростни устройства, които са чувствителни към високочестотен шум. Следователно, когато използвате устройството, изберете съответните компоненти според функцията на веригата и се опитайте да избегнете използването на IC с по-висока скорост, отколкото е необходимо.
В електрическата схема импедансът на захранването, заземяващия проводник и сигналния проводник обикновено се считат за нула ома. Но всъщност няма нула ома и колкото по-висока е честотата, толкова по-голямо е влиянието на индуктивността и паразитния капацитет. В резултат на това комбинацията от вериги и влиянието на външните електромагнитни полета са твърде големи, за да бъдат игнорирани, което води до нестабилност на веригата и влошаване на честотните характеристики. Проблемът за грешка, шум и забавяне на времето трябва да бъде решен в аналогови схеми; докато в цифровите схеми антишумът е решен и той не се влияе от забавяне във времето чрез синхронизация, което е много важно за подобряване на характеристиките на веригата. Трябва да обърнем внимание на влиянието на динамичния шум "статично електричество". Има много източници на шум, които могат да причинят неизправност на електрическото оборудване, като флуоресцентни лампи, прахоуловители, радиопредаватели, трансформатори и преобразуватели около нас. Това са всички източници на шум от електромагнитно поле. Освен това източникът на шум, който причинява неизправности, е електростатичният разряд.
Поради тока на електростатичния разряд и моментното високо напрежение, интегралната схема ще бъде разрушена, което ще доведе до неизправност и неизправност на системата или оборудването. За да се предотврати електростатичен разряд, трябва да се вземат необходимите мерки от закупуването на компоненти до проектирането, производството и опаковането на оборудването. Следните мерки могат да бъдат предприети по отношение на дизайна:
(1) Избягвайте да използвате високоскоростни интегрални схеми, които надвишават изискванията, особено обърнете внимание на входната верига. Когато е възможно, входната схема приема диференциален режим. Схемата на филтъра трябва да бъде свързана близо до IC.
(2) Входна защита за полупроводници. Във входната част на конектора е добавена ограничителна верига, за да се контролира шумът под стойността на напрежението на полупроводника. Тъй като CMOS портата има слаби антистатични шумови характеристики, не е лесно да се използва във входната част на конектора. (3) Избягвайте да използвате интегрални схеми със забавяне на ръба и използвайте стробинг методи или вериги с ключалки.
(4) За да се потисне честотата на неправилна работа, трябва да се направи ниско ефективна логика в края на управлението и изхода.
(5) Филтрирайте високочувствителния входен сигнал. Филтрирайте високата честота извън честотната лента, което е много важно за операционния усилвател да не подава твърде големи сигнали. Обърнете внимание и на оловната индуктивност на използвания кондензатор.
(6) Взети са и някои мерки по отношение на софтуера. Тъй като електростатичният разряд е еднократен преходен импулс, грешни данни могат да бъдат открити чрез множество проверки. В микрокомпютъра е инсталирана наблюдателна верига (верига за наблюдение), за да се предотврати случайно спиране.
(7) Електронната схема и окабеляването трябва да се държат далеч от металния корпус, който разрежда статично електричество.
(8) Металът и металните свързващи части на шасито трябва да бъдат плътно свързани с отстранената боя и да се завинтват колкото е възможно повече.
За да се намали влиянието на електромагнитното поле, генерирано от разрядния ток, върху печатната платка трябва да се вземат следните мерки:
(1) Намалете площта на пръстена. Поради омрежването на магнитния поток в образувания пръстен, токът ще се индуцира в пръстена. Колкото по-голяма е площта на пръстена, толкова по-голямо е омрежването на магнитния поток, толкова по-голям е индуцираният ток. Следователно, за да се сведе до минимум зоната на контура, образувана от захранващите и заземяващите проводници, захранващите и заземяващите проводници трябва да са възможно най-близо до окабеляването. Инсталирайте високочестотен байпасен кондензатор между захранването и заземяващия проводник, за да намалите площта на контура. За да намалите площта на контура, образуван между сигналната линия и земната линия, насочете сигнала близо до земната линия.
(2) Направете окабеляването най-кратко. Необходимо е да се вземе предвид разпределението на дължините на сигналните линии. Когато проектирате, удължете нискоефективната сигнална линия и направете високоефективната сигнална линия най-къса. Окабеляването между устройствата е направено най-кратко и устройствата, свързани към входните и изходните линии, са инсталирани близо до терминалите.
(3) Използвайте многослойни платки, което се вижда в аналоговите схеми и високоскоростните цифрови схеми. Във високоскоростните цифрови схеми честотният спектър на импулсния сигнал има много широк спектър от хармонични компоненти от висок ред. Колкото по-висока е използваната работна честота, толкова по-голямо е влиянието на паразитния капацитет и индуктивност. Ако приемем, че високочестотен ток I тече по образец с индуктивност L, спадът на напрежението, генериран от индуктивността L, е: V = L · di / dt. Моделът е като антена, излъчваща излъчения шум. Осъществяването на заземяващия проводник на повърхността може да намали импеданса на заземяващия проводник и да намали спада на напрежението, причинен от разрядния ток.
(4) Трябва да се вземат антистатични мерки за интерфейсния кабел: двата края на екранирания проводник на кабела са свързани към корпуса. Добавете байпасни кондензатори за високочестотни къси съединения, където могат да се появят контури на земята. Не трябва да се свързва с логическа земя, когато няма земна обвивка. За плоски кабели може да се добави заземителен проводник между сигналния проводник и сигналния проводник. Проблеми, на които трябва да се обърне внимание при превключване на захранването, се използва като захранване с аналогов сигнал: Така нареченото импулсно захранване е форма на захранваща верига, която стабилизира изходното напрежение чрез импулсна модулация. Тъй като този метод консумира само мощност в превключващата част, колкото по-бърза е скоростта на превключване, толкова по-висока е ефективността на захранването. Следователно обикновено се използват високоскоростни комутационни устройства. Поради високата си ефективност, това захранване се използва широко от машини с висока мощност до малки и леки машини. При високоскоростното превключване обаче има недостатък при изтичане на шум при превключване. Този вид захранване за аналогови схеми ще създаде много проблеми.
Когато импулсното захранване се използва като захранване на аналоговата схема, високочестотният шум ще влезе в честотната лента на аналоговия сигнал и съотношението сигнал / шум на аналоговия сигнал ще се влоши. Въпреки че шумът на превключване обикновено е само 50-100mVpp, което е доста малко, поради големия динамичен обхват на аналоговия сигнал, такъв шум често причинява проблеми. Особено когато се използва в оборудване като A / D преобразуватели, когато шумът се наслагва върху сигнала по време на определяне на нивото на преобразуване, ще възникнат грешки при преобразуването и няма да се получи очакваната точност. За да разрешите проблемите с използването на импулсни захранвания в аналогови схеми, можете да обърнете внимание на следните два аспекта при избора на импулсни захранвания: (1) Нивото на шума на импулсното захранване е възможно най-малко; (2) Превключващите компоненти на шума не влизат в честотната лента на сигнала. Поради високото ниво на аналоговия сигнал, превключващият шум няма ефект върху съотношението сигнал / шум. За да се предотврати навлизането на шума от превключване в честотната лента на сигнала, най-простият метод е да се избере захранване с по-висока честота на превключване от най-високата честотна лента на аналоговия сигнал.
Когато горният метод не може да бъде избран, е необходимо да се намери начин за намаляване на шума от превключване, генериран от захранването. Тези методи включват: (1) Добавяне на кондензатори външно. (2) Превключващ шум, генериран от външно захранване. (3) Комбинирано използване на серийни регулатори. Трансформаторът на захранването използва три намотки и шумът може да бъде елиминиран между намотките. Този тип захранване е високоефективно захранване, което може да се използва в комуникационни устройства, които захранват захранването през преносна линия. Приемащата част на комуникационната машина е аналогова схема, която използва сигнали с много ниска индуктивност. Когато се използва този захранващ блок с ниско ниво на шум, той може да решава едновременно проблеми с ефективността и шума.
Нашата друг продукт:
