реклама на сайте
подробности

 
 
 
Reply to this topicStart new topic
> Электромагнитная совместимость элементов на плате, При протекании переменного и постоянного токов
Stefan1
сообщение Aug 10 2018, 17:34
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 409
Регистрация: 7-04-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 187



Добрый день. При разводке платы (модуляция по стоку мощного СВЧ транзистора) возник вопрос: как влияет протекание большого постоянного тока (силовая часть платы) на цифровую часть платы (микросхемы, регулируемые с от микроконтроллера)? Также интересен вопрос о степени влияния скорости переключения (длина фронтов) данного постоянного тока на наводки на цифровую часть. Вопросы больше не по конкретике, а по физике воздействия магнитного поля (постоянного и переменного) на проводники с малыми токами.

Сообщение отредактировал Stefan1 - Aug 10 2018, 18:04
Go to the top of the page
 
+Quote Post
twix
сообщение Aug 11 2018, 02:22
Сообщение #2


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 4-11-15
Пользователь №: 89 174



Тут все просто, пока ток постоянный, величина его никак не влияет на соседние цепи, цифровые в том числе.
При переключении тока длительность фронта определяет спектр излучения, чем уже фронт, тем шире спектр, а чем выше величина тока, который переключается, тем выше уровень излучения.
Поэтому да, коммутация тока с высокой скоростью существенно влияет на работу цифровых цепей.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stefan1
сообщение Aug 11 2018, 05:48
Сообщение #3


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 409
Регистрация: 7-04-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 187



Цитата(twix @ Aug 11 2018, 05:22) *
При переключении тока длительность фронта определяет спектр излучения...

Получается в момент спада или роста импульса тока возникает электромагнитное поле, которое вызывает ЭДС в соседних цепях? А почему частоты спектра растут с ростом скорости переключения?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
twix
сообщение Aug 11 2018, 08:03
Сообщение #4


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 4-11-15
Пользователь №: 89 174



Цитата(Stefan1 @ Aug 11 2018, 05:48) *
Получается в момент спада или роста импульса тока возникает электромагнитное поле, которое вызывает ЭДС в соседних цепях? А почему частоты спектра растут с ростом скорости переключения?

Да вызывает. Спектр не растет с ростом скорости переключения. Спектр сигнала расширяется если время переключения сигнала из одного состояния в другое уменьшается.
Частота повторов переключения не влияет на ширину спектра.

Если же вы имеете ввиду именно фронт сигнала, то это базовые положения теории обработки сигналов. Наиболее широкий спектр у импульса бесконечно малой ширины, а наиболее узкий спектр у сигнала постоянной амплитудой, то есть у постоянного тока.

Сообщение отредактировал twix - Aug 11 2018, 08:04
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stefan1
сообщение Aug 11 2018, 13:17
Сообщение #5


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 409
Регистрация: 7-04-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 187



Цитата(twix @ Aug 11 2018, 11:03) *
...Частота повторов переключения не влияет на ширину спектра...

Спасибо за разъяснения. Но все ещё остались вопросы, не могли бы вы пояснить: частоты в спектре образуются исходя из разложения сигнала в ряд Фурье, почему тогда частота повторов импульсов не влияет на спектр сигнала? От чего зависит центральная частота в спектре?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
twix
сообщение Aug 11 2018, 13:24
Сообщение #6


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 4-11-15
Пользователь №: 89 174



Цитата(Stefan1 @ Aug 11 2018, 13:17) *
Спасибо за разъяснения. Но все ещё остались вопросы, не могли бы вы пояснить: частоты в спектре образуются исходя из разложения сигнала в ряд Фурье, почему тогда частота повторов импульсов не влияет на спектр сигнала? От чего зависит центральная частота в спектре?

Почему не влияет, влияет. Но если скажем верхняя частота помех несколько сот мегагерц, а частота повторов импульсов 1кГц, то какое влияние она может оказать на помехи.
Она безусловно входит в спектр сигнала. Но мы ж говорим о помехах, наведенных на трассы расположенные где то на печатной плате.
Есть такое правило, для частот до 40МГц никаких мер по защите от помех принимать не нужно, так как длина волны сигнала превышает размеры платы в несколько раз.
Вот из этого и исходите. Если длина волны центральной частоты повторяющихся импульсов длиной несколько километров, не все ли равно есть она там или нет.

Центральная частота, точнее основная частота спектра периодического сигнала это так и есть, частота повтора импульсов. Зависит от частоты следования импульсов.
Хотите деталей, давайте подробности.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stefan1
сообщение Aug 12 2018, 09:15
Сообщение #7


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 409
Регистрация: 7-04-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 187



Цитата(twix @ Aug 11 2018, 16:24) *
...Центральная частота, точнее основная частота спектра периодического сигнала это так и есть, частота повтора импульсов...

Теперь понятно. Спасибо за разъяснения!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Slonofil
сообщение Aug 13 2018, 08:06
Сообщение #8


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 327
Регистрация: 6-10-09
Из: РФ :: Ленинград
Пользователь №: 52 781



Цитата(twix @ Aug 11 2018, 05:22) *
пока ток постоянный, величина его никак не влияет на соседние цепи, цифровые в том числе.

Позвольте с Вами не согласиться. При протекании любого тока существует возвратный путь, который пролегает по земляным проводникам/полигонам. Возвратный ток имеет обратное направление и величину, равную протекающему в прямом направлении. По закону Ома, при равном сопротивлении некоторого проводника падение напряжения будет тем больше, чем выше ток. Стало быть, если Вы потеряете бдительность при проектировании смешанной схемы и не разделите силовую и сигнальную земли, в сигнальных цепях у Вас будет "плавать" потенциал земли при протекании большого возвратного тока силовой части. Если Ваша схема не содержит чувствительных аналоговых цепей и не склонна к самовозбуждению, то этим эффектом можно пренебречь.

В любом случае, общей рекомендацией при разработке смешанных устройств является разделение проводников (а лучше полигонов) земли силовой, аналоговой, частотной и цифровой частей. Земли должны сходиться "звездой" в точке подачи питания на плату. Тогда взаимное влияние разных частей будет минимальным.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
twix
сообщение Aug 13 2018, 08:13
Сообщение #9


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 4-11-15
Пользователь №: 89 174



Цитата(Slonofil @ Aug 13 2018, 08:06) *
В любом случае, общей рекомендацией при разработке смешанных устройств является разделение проводников (а лучше полигонов) земли силовой, аналоговой, частотной и цифровой частей. Земли должны сходиться "звездой" в точке подачи питания на плату. Тогда взаимное влияние разных частей будет минимальным.

Это устаревшая рекомендация, сейчас предлагается ничего не разделять, использовать единый полигон на все цепи, но учитывать, как Вы верно написали путь возвратного тока, он не должен протекать через цепи не своего домена.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Hale
сообщение Aug 16 2018, 00:39
Сообщение #10


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 715
Регистрация: 11-10-11
Пользователь №: 67 667



Цитата(twix @ Aug 13 2018, 11:13) *
Это устаревшая рекомендация, сейчас предлагается ничего не разделять, использовать единый полигон на все цепи, но учитывать, как Вы верно написали путь возвратного тока, он не должен протекать через цепи не своего домена.

это потому что сейчас радио software-defined. а где по старинке?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Den64
сообщение Aug 16 2018, 01:17
Сообщение #11


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 583
Регистрация: 22-11-07
Из: Курская область
Пользователь №: 32 571



Цитата(Hale @ Aug 16 2018, 03:39) *
это потому что сейчас радио software-defined. а где по старинке?

Не связано с этим. Связано скорей с квалификацией тополога. Не разделяя землю получаем ряд небольших преимуществ. А вот если отдаём разводку специально обученной девушке, то проще разделить и в спецификации одним из пунктов указываем как объединять земли.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stefan1
сообщение Aug 16 2018, 16:01
Сообщение #12


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 409
Регистрация: 7-04-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 187



Цитата(Den64 @ Aug 16 2018, 04:17) *
Не связано с этим. Связано скорей с квалификацией тополога. Не разделяя землю получаем ряд небольших преимуществ.

А что это за преимущества, не могли бы вы сказать?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Den64
сообщение Aug 16 2018, 17:24
Сообщение #13


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 583
Регистрация: 22-11-07
Из: Курская область
Пользователь №: 32 571



Цитата(Stefan1 @ Aug 16 2018, 19:01) *
А что это за преимущества, не могли бы вы сказать?

Компактность, в меньше слоёв можно развести, лучше немного теплоотвод. Но это конечно спорные преимущества. И не всегда такие преимущества работают.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
HardEgor
сообщение Aug 16 2018, 18:57
Сообщение #14


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 161
Регистрация: 3-03-06
Из: Tomsk
Пользователь №: 14 925



Цитата(Stefan1 @ Aug 16 2018, 23:01) *
А что это за преимущества, не могли бы вы сказать?

Я бы сказал преимущество одно - быстрая разводка, т.е. не требуется большой уровень знаний и не надо сильно заморачиваться с разделением земель и т.д. Главное какой-то результат уже есть, а заработает или нет - это второй вопрос. Его перенесём на следующие итерации. Может быть даже с первого раза заработает нормально.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Vova
сообщение Aug 17 2018, 09:23
Сообщение #15


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 394
Регистрация: 1-10-08
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 40 610



Цитата(Stefan1 @ Aug 10 2018, 22:34) *
Вопросы больше не по конкретике, а по физике воздействия магнитного поля (постоянного и переменного) на проводники с малыми токами.

м.п. воздействует на контур, уменьшайте площадь контуров силового тока и сигнальных цепей, формулы смотрите в учебнике физики
Цитата
При протекании любого тока

кроме этого учитывайте индуктивность цепи по которой он протекает
Цитата(twix @ Aug 11 2018, 13:03) *
а наиболее узкий спектр у сигнала постоянной амплитудой, то есть у постоянного тока.

у сигнала одной частоты тоже узкий спектр
Цитата(twix @ Aug 11 2018, 18:24) *
Есть такое правило, для частот до 40МГц никаких мер по защите от помех принимать не нужно, так как длина волны сигнала превышает размеры платы в несколько раз.
Вот из этого и исходите. Если длина волны центральной частоты повторяющихся импульсов длиной несколько километров, не все ли равно есть она там или нет.

откуда такое правило? как тогда работает, к примеру, пояс Роговского на 50Гц? что такое взаимная индуктивность?
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 19th August 2018 - 18:57
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01153 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016