في الوقت الحاضر ، يبلغ تردد ساعة الأنظمة الإلكترونية عدة مئات من الميجاهرتز ، والحواف الأمامية والخلفية للنبضات المستخدمة في نطاق أقل من نانوثانية ، كما تُستخدم دوائر الفيديو عالية الجودة لمعدلات بكسل أقل من نانوثانية. تمثل سرعات المعالجة العالية هذه تحديات مستمرة في الهندسة. لذا فإن كيفية منع وحل مشكلة التداخل الكهرومغناطيسي للموصل تستحق اهتمامنا.
يصبح معدل التذبذب على الدائرة أسرع (وقت الصعود / الانخفاض) ، وتصبح سعة الجهد / التيار أكبر ، وتصبح المشكلة أكثر. لذلك ، أصبح حل التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) اليوم أكثر صعوبة من ذي قبل.
قبل عقدتي الدائرة ، يمثل تيار النبض المتغير بسرعة ما يسمى بمصدر ضوضاء الوضع التفاضلي. يمكن أن يقترن المجال الكهرومغناطيسي حول الدائرة بمكونات أخرى ويغزو جزء الاتصال. تعتبر الضوضاء المقترنة حثيًا أو سعويًا تداخلًا شائعًا في الوضع. تيارات تداخل التردد اللاسلكي هي نفسها بعضها البعض ، ويمكن تصميم النظام على النحو التالي: مكون من مصدر ضوضاء ،&مثل ؛ دارة ضحية&مثل ؛ أو" ؛ المتلقي&مثل ؛، وحلقة (عادةً لوحة معززة). تُستخدم عدة عوامل لوصف حجم التداخل: شدة مصدر الضوضاء ، وحجم المنطقة المحيطة بتيار التداخل ، ومعدل التغيير.
وبالتالي ، على الرغم من وجود احتمال حدوث تداخل غير مرغوب فيه في الدائرة ، فإن الضوضاء دائمًا ما تكون نموذجًا مشتركًا. بمجرد توصيل الكبل بين موصل الإدخال / الإخراج (I / O) والهيكل أو المستوى الأرضي ، عندما يظهر بعض جهد التردد اللاسلكي ، يمكن أن يكون تيار التردد اللاسلكي ببضعة مللي أمبير كافياً لتجاوز مستوى الانبعاث المسموح به.
اقتران وانتشار الضوضاء
تحدث ضوضاء الوضع الشائع بسبب التصميم غير المعقول. بعض الأسباب النموذجية هي أن أطوال الأسلاك الفردية في أزواج مختلفة مختلفة ، أو أن المسافات إلى مستوى الطاقة أو الهيكل مختلفة. سبب آخر هو عيوب المكونات ، مثل ملفات الحث المغناطيسي والمحولات والمكثفات والأجهزة النشطة (مثل تطبيق الدوائر المتكاملة الخاصة (ASIC)).
المكونات المغناطيسية ، وخاصة ما يسمى&مثل ؛ خنق قلب الحديد&مثل ؛ محاثات تخزين الطاقة من النوع ، تُستخدم في محولات الطاقة وتولد دائمًا المجالات الكهرومغناطيسية. فجوة الهواء في الدائرة المغناطيسية تعادل مقاومة كبيرة في دائرة متسلسلة ، حيث يتم استهلاك المزيد من الطاقة. نتيجة لذلك ، يتم لف ملف خنق قلب الحديد على قضيب الفريت لتوليد مجال كهرومغناطيسي قوي حول القضيب ، وتكون أقوى شدة مجال بالقرب من القطب. في مصدر طاقة التبديل باستخدام هيكل ارتداد ، يجب أن تكون هناك فجوة في المحول مع مجال مغناطيسي قوي بينهما. أنسب عنصر للحفاظ على المجال المغناطيسي هو الأنبوب اللولبي ، بحيث يتم توزيع المجال الكهرومغناطيسي على طول قلب الأنبوب. هذا هو أحد أسباب تفضيل البنية الحلزونية للعناصر المغناطيسية التي تعمل بترددات عالية.
غالبًا ما تصبح دارات الفصل غير الملائمة مصادر تداخل. إذا كانت الدائرة تتطلب تيارًا نبضيًا كبيرًا ، ولا يمكن ضمان الحاجة إلى سعة صغيرة أو مقاومة داخلية عالية جدًا أثناء الفصل الجزئي ، فإن الجهد الناتج عن دائرة الطاقة سينخفض. هذا يعادل تموج ، أو ما يعادل تغيرات الجهد السريع بين المحطات. بسبب السعة الشاردة للحزمة ، يمكن أن يقترن التداخل بدارات أخرى ، مما يتسبب في مشاكل الوضع الشائعة.
عندما يلوث تيار الوضع العام دائرة واجهة الإدخال / الإخراج ، يجب حل المشكلة قبل المرور عبر الموصل. يتم اقتراح تطبيقات مختلفة لاستخدام طرق مختلفة لحل هذه المشكلة. في دائرة الفيديو ، تكون إشارات الإدخال / الإخراج أحادية النهاية وتشترك في نفس الحلقة المشتركة. لحلها ، استخدم مرشح LC صغير لتصفية الضوضاء. في شبكة واجهة سلسلة منخفضة التردد ، تكون بعض السعة الشاردة كافية لتحويل الضوضاء إلى اللوحة السفلية. عادةً ما تقترن الواجهات المدفوعة تفاضلاً ، مثل Ethernet ، بمنطقة الإدخال / الإخراج من خلال محول ، ويتم توفير أداة التوصيل بواسطة الصنابير المركزية على أحد جانبي المحول أو كلاهما. يتم توصيل هذه الصنابير المركزية باللوحة السفلية عبر مكثف عالي الجهد لتحويل ضوضاء الوضع الشائع إلى اللوحة السفلية بحيث لا تتشوه الإشارة.
ضوضاء الوضع العام في منطقة الإدخال / الإخراج
لا يوجد حل شامل لحل جميع أنواع مشاكل واجهة الإدخال / الإخراج. الهدف الرئيسي للمصممين هو تصميم الدائرة بشكل جيد ، وغالبًا ما يتجاهلون بعض التفاصيل التي تعتبر بسيطة. يمكن لبعض القواعد الأساسية تقليل الضوضاء قبل أن تصل إلى الموصل:
1) اضبط مكثف الفصل بالقرب من الحمل.
2) يجب أن يكون حجم الحلقة للتيار النبضي المتغير بسرعة للحواف الأمامية والخلفية هو الأصغر.
3) احتفظ بالأجهزة عالية التيار (أي السائقين و ASICs) بعيدًا عن منافذ الإدخال / الإخراج.
4) قم بقياس سلامة الإشارة لضمان الحد الأدنى من التجاوز والضعف ، خاصة بالنسبة للإشارات الحرجة ذات التيارات الكبيرة (مثل الساعات والحافلات).
5) استخدم الترشيح المحلي ، مثل حديدي التردد اللاسلكي ، لامتصاص تداخل التردد اللاسلكي.
6) توفير اتصال اللفة منخفض المقاومة باللوحة الأساسية أو مرجع في منطقة الإدخال / الإخراج على اللوح الأساسي. ضجيج الترددات اللاسلكية والموصلات
حتى إذا اتخذ المهندسون العديد من الاحتياطات المذكورة أعلاه لتقليل ضوضاء التردد اللاسلكي في منطقة الإدخال / الإخراج ، فليس هناك ما يضمن نجاح هذه الاحتياطات بما يكفي لتلبية متطلبات الانبعاثات. يتم إجراء بعض الضوضاء تداخلًا ، أي تدفق تيار الوضع الشائع على لوحة الدائرة الداخلية. مصدر هذا التداخل هو بين لوحة معززة والدائرة. لذلك ، يجب أن يتدفق تيار التردد اللاسلكي عبر المسار بأقل مقاومة (بين اللوحة السفلية وخط نقل الإشارة). إذا لم يُظهر الموصل مقاومة منخفضة بدرجة كافية (عند التداخل مع لوحة القاعدة) ، يتدفق تيار التردد اللاسلكي عبر السعة الشاردة. عندما يتدفق تيار التردد اللاسلكي عبر الكبل ، سيحدث الانبعاث حتمًا.
آلية أخرى لحقن تيار الوضع المشترك في منطقة الإدخال / الإخراج هي اقتران مصادر التداخل القوية القريبة. حتى بعض"؛ محمية&مثل؛ الموصلات غير مجدية ، لأن مصدر التداخل بالقرب من الموصل ، مثل بيئة الكمبيوتر الشخصي. إذا كانت هناك فجوة بين الموصل واللوحة المعززة ، فقد يؤدي جهد التردد اللاسلكي المستحث هنا إلى تدهور أداء التوافق الكهرومغناطيسي.
توجد طرق لحماية الموصلات وإضافة قصب الأصابع أو الحشوات. تداخل الموصل هو سد الفجوة بين الموصل والغلاف. هذه الطريقة تتطلب بطانة. تكون الحشيات المعدنية أفضل طالما يتم التعامل معها بشكل صحيح ، أي طالما أن السطح غير ملوث ، طالما أن اليدين لا تلمس الحشية أو تتلفها ، وطالما يوجد ضغط كافٍ للحفاظ على مستوى جيد ومنخفض -مقاومة الاتصال.
هناك طريقة أخرى وهي تثبيت الموصل على الموصل أو تثبيت الموصل على الغلاف. في هذا الوقت ، يكون الحد الأقصى لسطح التلامس أصغر قليلاً ، ويجب التحكم بدقة في حجم الألسنة ومرونتها. عند تثبيت موصل محمي ، قم بعمل فتحة على الغلاف ، وقم بإزالة الزيت الموجود على جانب الفتحة. اجعلها بعناية. إذا كان التفاوت غير مناسب ، فسيغرق الموصل في عمق الغلاف وسيتم مقاطعة التداخل. يعرف كل مهندس EMC ذلك في&مثل ؛ ممتاز&مثل ؛ النظام ، يجب أن تفي هذه المشكلة بمتطلبات التشغيل وأن يتم فحصها في الوقت المناسب على خط الإنتاج. ستفشل الحشيات غير المثبتة أو المثنية المثبتة على الزيت في المناطق الحرجة.
تم اختيار موصل EMI للأسباب التالية:
1) البلاستيك الرغوي الموصل ناعم للغاية ويمكن وضعه على محيط الموصل بالكامل. هذا يزيل المشاكل المتعلقة بالغلاف والحشية الأخرى.
2) يمكن للمهندس الميكانيكي تثبيت الموصل ضمن نطاق التسامح المقبول لهيكل النظام.
3) الموصل والهيكل متصلان بمقاومة منخفضة لضمان اتصال جيد. يمكن أن تكون البطانة الموجودة على الجانب الداخلي لجدار الخزانة مصنوعة من مواد أكثر ليونة عندما تكون مطلوبة للطلاء ولها متطلبات اخفاء.
4) بالنسبة للتصاميم التي تتطلب تبريدًا قسريًا ، يفضل أن تتمتع الحشية بميزة أخرى: يجب أن يكون التماس بين الموصل وجدار الغلاف محكم الغلق لتقليل تسرب الهواء. في بيئة مليئة بالغبار ، يجب أن تساعد الحشية في الحفاظ على نظافة النظام.
