Karena sirkuit digital menggunakan sinyal pulsa dengan tepi naik / turun pendek, sirkuit ini memancarkan gelombang elektromagnetik (noise) yang tidak diinginkan termasuk komponen frekuensi tinggi ke luar, dan mereka merespons secara sensitif terhadap gelombang elektromagnetik (noise) dari luar, yang menyebabkan malfungsi. Selain itu, terdapat juga permasalahan pada rangkaian, seperti distorsi intermodulasi antar saluran, dan fluktuasi tegangan catu daya yang disebabkan oleh perubahan arus secara tiba-tiba saat perangkat digital dihidupkan / dimatikan. Dengan cara ini, perlu untuk mempertimbangkan rangkaian konstan terdistribusi yang terdiri dari induktansi kabel dan kapasitansi parasit dalam rangkaian digital untuk mencegah overshoot dan undershoot yang menyebabkan kekacauan bentuk gelombang dan pantulan sinyal, penundaan, atenuasi, dan distorsi intermodulasi interferensi elektromagnetik antar jalur. Filter dan pelindung yang menyelesaikan masalah ini semuanya adalah teknologi analog.
Karena penerapan teknologi sirkuit digital dalam pengendalian mobil, kereta api, dan radio, telah mencapai keandalan tinggi dengan keandalan tinggi yang tidak dapat dicapai dengan teknologi analog sebelumnya. Namun, kebisingan dapat menyebabkan kegagalan fungsi sistem dan sirkuit, dan ini merupakan masalah yang fatal terutama untuk mesin. Sekalipun rangkaian analog memiliki noise, ini hanya mengurangi keakuratan data untuk sementara. Begitu kebisingan menghilang, ia memiliki karakteristik fungsi pemulihan diri. Oleh karena itu, menggabungkan sirkuit digital yang berfungsi tinggi dan sirkuit analog dengan kemampuan pemulihan sendiri / konfirmasi diri akan menjadi solusi yang aman untuk mencegah kegagalan fungsi yang disebabkan oleh kebisingan dalam sistem kontrol seluler dan sirkuit digital. Perhatian khusus harus diberikan pada desain sirkuit. Setelah desain sirkuit, untuk memverifikasi pekerjaan, perlu untuk merakit sirkuit untuk eksperimen. Namun akibatnya, sering kali tampak tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Misalnya, penguat yang dirancang telah menjadi osilator. Pada rangkaian analog noise dari rangkaian digital bercampur, yang menyebabkan bentuk gelombang sinyal analog terdistorsi, pengoperasian tidak stabil, dan data tidak dapat diperoleh dengan lancar.
Untuk rangkaian frekuensi rendah, siapa pun yang merakitnya, selama kabel tidak disambungkan dengan benar, hampir tidak ada perbedaan dalam berbagai karakteristik instalasi, kabel, dan rangkaian, dan data yang sama dapat diperoleh. Tetapi frekuensi tingginya berbeda. Karena metode pemasangan yang berbeda, data dengan karakteristik berbeda umumnya akan diperoleh. Pada rangkaian frekuensi tinggi dan rangkaian digital kecepatan tinggi, jika terdapat satu jalur akan terbentuk komponen induktansi (parasit), dan jika terdapat dua jalur maka akan terbentuk komponen kapasitansi parasit dan komponen induktansi timbal balik (parasit). tersirat, yang disebut tiga parasitics. Ketiga nilai parasit yang terbentuk sangat kecil, sehingga hampir tidak ada masalah pada frekuensi rendah, namun pengaruh komponen C dan L tidak dapat diabaikan pada range frekuensi tinggi.
Untuk meningkatkan kinerja mesin, berbagai rangkaian seperti rangkaian analog frekuensi rendah hingga frekuensi tinggi, rangkaian digital kecepatan tinggi, rangkaian mikro-analog, dan rangkaian arus tinggi sering bercampur, yang akan menyebabkan ketidakstabilan rangkaian. dan penurunan karakteristik frekuensi. Alasan utamanya adalah bahwa ketiga parasit yang disebutkan di atas tidak sepenuhnya dipertimbangkan dalam desain, dan keandalan serta keamanan tidak dapat dipertahankan. Selain itu, diagram rangkaian hanya menggunakan representasi dua dimensi dari perangkat semikonduktor dan parameter gabungan R, C, dan L, tetapi ini tidak mewakili kinerja dan fungsi rangkaian yang sebenarnya. Tindakan sebenarnya adalah ruang tiga dimensi, termasuk frekuensi adalah ruang empat dimensi. Oleh karena itu rangkaian arus mikro yang dibentuk oleh kombinasi distorsi intermodulasi, refleksi, listrik statis, dan elektromagnetik akan mempengaruhi karakteristik dan fungsi rangkaian frekuensi tinggi tersebut. Sesuai dengan kebutuhan zaman, banyak dari IC terbaru adalah perangkat berkecepatan tinggi yang sensitif terhadap noise frekuensi tinggi. Oleh karena itu, saat menggunakan perangkat, pilih komponen yang sesuai dengan fungsi rangkaian, dan coba hindari menggunakan IC berkecepatan lebih tinggi dari yang diperlukan.
Dalam diagram rangkaian, impedansi catu daya, kabel arde, dan kabel sinyal biasanya dianggap sebagai nol ohm. Namun nyatanya, tidak ada nol ohm, dan semakin tinggi frekuensinya, semakin besar pengaruh induktansi dan kapasitansi parasit. Akibatnya, kombinasi rangkaian dan pengaruh medan elektromagnetik eksternal terlalu besar untuk diabaikan, mengakibatkan ketidakstabilan rangkaian dan penurunan karakteristik frekuensi. Masalah kesalahan, kebisingan dan penundaan waktu harus diselesaikan di sirkuit analog; sementara di sirkuit digital, anti-noise diselesaikan, dan tidak terpengaruh oleh penundaan waktu melalui sinkronisasi, yang sangat penting untuk meningkatkan karakteristik sirkuit. Kita harus memperhatikan pengaruh derau dinamis "listrik statis". Ada banyak sumber kebisingan yang dapat menyebabkan peralatan listrik tidak berfungsi, seperti lampu fluorescent, pengumpul debu, pemancar gelombang radio, trafo, dan konverter di sekitar kita. Ini semua adalah sumber gangguan medan elektromagnetik. Selain itu, sumber kebisingan yang menyebabkan malfungsi adalah pelepasan muatan listrik statis.
Karena arus pelepasan elektrostatis dan tegangan tinggi sesaat, IC akan rusak, yang akan menyebabkan sistem atau peralatan tidak berfungsi dan tidak berfungsi. Untuk mencegah pelepasan muatan listrik statis, tindakan yang diperlukan harus diambil dari pembelian komponen hingga desain, produksi dan pengemasan peralatan. Langkah-langkah berikut dapat diambil dalam hal desain:
(1) Hindari menggunakan IC berkecepatan tinggi yang melebihi persyaratan, terutama perhatikan rangkaian input. Jika memungkinkan, rangkaian input menggunakan mode diferensial. Sirkuit filter harus dihubungkan dekat dengan IC.
(2) Perlindungan input untuk semikonduktor. Di bagian input konektor, rangkaian pembatas ditambahkan untuk mengontrol kebisingan di bawah nilai tegangan tahan semikonduktor. Karena gerbang CMOS memiliki kinerja derau anti-statis yang lemah, tidak mudah digunakan di bagian input konektor. (3) Hindari menggunakan IC tepi-tertunda, dan gunakan metode nyala atau sirkuit dengan kait.
(4) Untuk menekan tingkat terjadinya kesalahan operasi, logika efektif rendah harus dibuat di ujung kendali dan ujung keluaran.
(5) Filter input sinyal sensitivitas tinggi. Saring frekuensi tinggi di luar pita frekuensi, yang sangat penting untuk penguat operasional agar tidak memasukkan sinyal yang terlalu besar. Perhatikan juga induktansi timbal dari kapasitor yang digunakan.
(6) Beberapa tindakan juga telah diambil dalam hal perangkat lunak. Karena pelepasan muatan listrik statis adalah pulsa transien satu kali, data yang salah dapat dideteksi melalui beberapa verifikasi. Sirkuit pengawas (sirkuit pemantauan) dipasang di komputer mikro untuk mencegah penghentian yang tidak disengaja.
(7) Sirkuit elektronik dan perkabelan harus dijauhkan dari casing logam yang melepaskan listrik statis.
(8) Bagian logam dan logam yang menghubungkan sasis harus terhubung erat dengan cat yang dilepaskan, dan disekrup sebanyak mungkin.
Untuk mengurangi pengaruh medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh arus pelepasan, langkah-langkah berikut harus diambil pada papan sirkuit tercetak:
(1) Kurangi area cincin. Karena ikatan silang fluks magnet di cincin yang terbentuk, arus akan diinduksi di dalam cincin. Semakin besar area cincin, semakin banyak ikatan silang fluks magnet, semakin besar arus induksi. Oleh karena itu, untuk meminimalkan area loop yang dibentuk oleh kabel daya dan arde, kabel daya dan arde harus sedekat mungkin dengan kabel. Pasang kapasitor bypass frekuensi tinggi antara catu daya dan kabel arde untuk mengurangi area loop. Untuk mengurangi area loop yang terbentuk antara garis sinyal dan garis ground, rutekan sinyal ke dekat garis ground.
(2) Buat kabel terpendek. Perlu untuk mempertimbangkan distribusi panjang garis sinyal. Saat mendesain, perpanjang jalur sinyal efektif-rendah dan jadikan jalur sinyal efektif-tinggi menjadi yang terpendek. Kabel antara perangkat dibuat terpendek, dan perangkat yang terhubung ke jalur input dan output dipasang di dekat terminal.
(3) Gunakan papan sirkuit multi-layer, yang terlihat pada sirkuit analog dan sirkuit digital kecepatan tinggi. Di sirkuit digital kecepatan tinggi, spektrum frekuensi sinyal pulsa memiliki jangkauan yang sangat luas dari komponen harmonik orde tinggi. Semakin tinggi frekuensi operasi yang digunakan, semakin besar pengaruh kapasitansi dan induktansi parasit. Dengan asumsi bahwa arus frekuensi tinggi I mengalir pada pola dengan induktansi L, penurunan tegangan yang dihasilkan oleh induktansi L adalah: V = L · di / dt. Polanya seperti antena, mengirimkan suara yang terpancar. Menjadikan kabel arde sebagai permukaan dapat mengurangi impedansi kabel arde dan mengurangi penurunan tegangan yang disebabkan oleh arus pelepasan.
(4) Tindakan anti-statis harus diambil untuk kabel antarmuka: kedua ujung kabel berpelindung dari kabel dihubungkan ke casing. Tambahkan kapasitor bypass untuk hubung singkat frekuensi tinggi di mana loop arde dapat terjadi. Ini seharusnya tidak terhubung ke ground logis ketika tidak ada ground shell. Untuk kabel datar, kabel arde dapat ditambahkan antara kabel sinyal dan kabel sinyal. Masalah yang harus diperhatikan ketika switching power supply digunakan sebagai power supply sinyal analog: Yang disebut switching power supply adalah suatu bentuk rangkaian power supply yang menstabilkan tegangan keluaran melalui modulasi pulsa. Karena metode ini hanya mengkonsumsi daya di bagian switching, semakin cepat kecepatan switching, semakin tinggi efisiensi catu daya. Oleh karena itu, perangkat switching berkecepatan tinggi umumnya digunakan. Karena efisiensinya yang tinggi, catu daya ini banyak digunakan dari mesin berdaya tinggi hingga mesin kecil dan ringan. Namun, dengan peralihan berkecepatan tinggi, ada kekurangan dalam peralihan kebocoran kebisingan. Jenis catu daya untuk rangkaian analog ini akan menyebabkan banyak masalah.
Ketika catu daya switching digunakan sebagai catu daya rangkaian analog, gangguan frekuensi tinggi akan memasuki pita frekuensi sinyal analog, dan rasio sinyal / gangguan sinyal analog akan menurun. Meskipun noise switching umumnya hanya 50-100mVpp, yang cukup kecil, karena rentang dinamis sinyal analog yang besar, noise tersebut sering menimbulkan masalah. Khususnya bila digunakan pada peralatan seperti konverter A / D, bila noise ditumpangkan pada sinyal pada saat menentukan tingkat konversinya, kesalahan konversi akan terjadi, dan akurasi yang diharapkan tidak akan diperoleh. Untuk mengatasi masalah penggunaan catu daya switching di sirkuit analog, Anda dapat memperhatikan dua aspek berikut saat memilih catu daya switching: (1) Tingkat kebisingan dari catu daya switching sekecil mungkin; (2) Mengalihkan komponen noise tidak memasuki pita frekuensi sinyal. Karena level tinggi dari sinyal analog, noise switching tidak berpengaruh pada rasio signal-to-noise. Untuk mencegah kebisingan switching memasuki pita frekuensi sinyal, metode paling sederhana adalah memilih catu daya dengan frekuensi switching yang lebih tinggi daripada pita frekuensi tertinggi dari sinyal analog.
Jika metode di atas tidak dapat dipilih, perlu dicari cara untuk mengurangi kebisingan switching yang dihasilkan oleh catu daya. Metode ini meliputi: (1) Tambahkan kapasitor secara eksternal. (2) Kebisingan peralihan yang dihasilkan oleh catu daya eksternal. (3) Gabungan penggunaan regulator seri. Trafo catu daya menggunakan tiga belitan, dan kebisingan dapat dihilangkan di antara belitan. Jenis catu daya ini adalah catu daya berefisiensi tinggi yang dapat digunakan dalam perangkat komunikasi yang menyuplai daya melalui saluran transmisi. Bagian penerima dari mesin komunikasi adalah rangkaian analog yang menggunakan sinyal induktansi sangat rendah. Ketika catu daya switching kebisingan rendah ini digunakan, ini dapat menyelesaikan masalah efisiensi dan kebisingan pada saat yang bersamaan.
produk kami yang lain:
