Pada masa kini, kekerapan jam sistem elektronik adalah beberapa ratus megahertz, tepi utama dan belakang denyutan yang digunakan berada dalam julat sub-nanosecond, dan litar video berkualiti tinggi juga digunakan untuk kadar piksel sub-nanosecond. Kelajuan pemprosesan yang lebih tinggi ini mewakili cabaran berterusan dalam kejuruteraan. Jadi bagaimana untuk mencegah dan menyelesaikan masalah gangguan elektromagnet penyambung adalah layak mendapat perhatian kita.
Kadar ayunan pada litar menjadi lebih cepat (masa naik / jatuh), amplitud voltan / semasa menjadi lebih besar, dan masalahnya menjadi lebih. Oleh itu, lebih sukar untuk menyelesaikan keserasian elektromagnet (EMC) hari ini daripada sebelumnya.
Sebelum kedua-dua nod litar, arus nadi yang berubah dengan cepat mewakili apa yang dipanggil sumber bunyi mod pembezaan. Medan elektromagnet di sekitar litar boleh berpasangan dengan komponen lain dan menyerang bahagian sambungan. Bunyi bising yang digandingkan secara induktif atau kapasitif adalah gangguan mod biasa. Arus gangguan frekuensi radio adalah sama antara satu sama lain, dan sistem boleh dimodelkan sebagai: terdiri daripada sumber bunyi, "litar mangsa" atau "penerima", dan gelung (biasanya backplane). Beberapa faktor digunakan untuk menggambarkan saiz gangguan: keamatan sumber bunyi, saiz kawasan di sekitar arus gangguan, dan kadar perubahan.
Oleh itu, walaupun terdapat kemungkinan gangguan yang tidak diingini dalam litar, bunyi itu hampir selalu menjadi model bersama. Sebaik sahaja kabel disambungkan antara penyambung input / output (I / O) dan casis atau satah tanah, apabila beberapa voltan RF muncul, beberapa miliamps arus RF boleh mencukupi untuk melebihi tahap pelepasan yang dibenarkan.
Gandingan dan penyebaran bunyi bising
Bunyi mod biasa disebabkan oleh reka bentuk yang tidak munasabah. Beberapa sebab biasa adalah bahawa panjang wayar individu dalam pasangan yang berbeza berbeza, atau jarak ke satah kuasa atau casis berbeza. Sebab lain ialah kecacatan komponen, seperti gegelung induksi magnetik dan transformer, kapasitor dan peranti aktif (seperti penggunaan litar bersepadu khas (ASIC)).
Komponen magnetik, terutamanya apa yang dipanggil "teras besi tercekik" jenis induktor penyimpanan tenaga, digunakan dalam penukar kuasa dan sentiasa menjana medan elektromagnet. Jurang udara dalam litar magnet bersamaan dengan rintangan yang besar dalam litar siri, di mana lebih banyak kuasa digunakan. Akibatnya, gegelung teras besi tercekik adalah luka pada rod ferrite untuk menghasilkan medan elektromagnet yang kuat di sekitar rod, dan kekuatan medan terkuat adalah berhampiran elektrod. Dalam bekalan kuasa beralih menggunakan struktur retrace, mesti ada jurang pada pengubah dengan medan magnet yang kuat di antaranya. Unsur yang paling sesuai untuk mengekalkan medan magnet adalah tiub lingkaran, supaya medan elektromagnet diedarkan sepanjang panjang teras tiub. Ini adalah salah satu sebab mengapa struktur lingkaran lebih disukai untuk unsur-unsur magnetik yang beroperasi pada frekuensi tinggi.
Litar penyahkodan yang tidak sesuai juga sering menjadi sumber gangguan. Sekiranya litar memerlukan arus nadi yang besar, dan keperluan untuk kapasiti kecil atau rintangan dalaman yang sangat tinggi tidak dapat dijamin semasa penyahkodan separa, voltan yang dihasilkan oleh litar kuasa akan jatuh. Ini bersamaan dengan riak, atau bersamaan dengan perubahan voltan pesat antara terminal. Oleh kerana kapasiti pakej yang sesat, gangguan boleh pasangan ke litar lain, menyebabkan masalah mod biasa.
Apabila arus mod biasa mencemarkan litar antara muka I / O, masalah mesti diselesaikan sebelum melalui penyambung. Aplikasi yang berbeza dicadangkan untuk menggunakan kaedah yang berbeza untuk menyelesaikan masalah ini. Dalam litar video, isyarat I / O terdapat satu-satunya dan berkongsi gelung biasa yang sama. Untuk menyelesaikannya, gunakan penapis LC kecil untuk menapis bunyi bising. Dalam rangkaian antara muka siri frekuensi rendah, beberapa kapasiti sesat adalah mencukupi untuk mengelakkan bunyi bising ke papan bawah. Antara muka yang didorong secara berbeza, seperti Ethernet, biasanya digandingkan dengan kawasan I / O melalui pengubah, dan gandingan disediakan oleh paip pusat pada satu atau kedua-dua belah pengubah. Paip pusat ini disambungkan ke plat bawah melalui kapasitor voltan tinggi untuk mengelakkan bunyi mod biasa ke plat bawah supaya isyarat tidak memutarbelitkan.
Bunyi mod biasa dalam kawasan I/O
Tidak ada penyelesaian sejagat untuk menyelesaikan semua jenis masalah antara muka I / O. Matlamat utama pereka adalah untuk merancang litar dengan baik, dan mereka sering mengabaikan beberapa butiran yang dianggap mudah. Sesetengah peraturan asas boleh meminimumkan bunyi bising sebelum ia mencapai penyambung:
1) Tetapkan kapasitor penyahkodan berhampiran dengan beban.
2) Saiz gelung arus nadi yang cepat berubah di tepi depan dan belakang harus menjadi yang terkecil.
3) Jauhkan peranti semasa tinggi (iaitu, pemandu dan ASIC) jauh dari pelabuhan I / O.
4) Ukur integriti isyarat untuk memastikan overshoot minimum dan undershoot, terutamanya untuk isyarat kritikal dengan arus besar (seperti jam dan bas).
5) Gunakan penapisan tempatan, seperti ferrite RF, untuk menyerap gangguan RF.
6) Menyediakan sambungan pusingan impedans rendah ke papan dasar atau rujukan di kawasan I / O di papan dasar. Bunyi dan penyambung RF
Walaupun jurutera mengambil banyak langkah berjaga-jaga yang disenaraikan di atas untuk mengurangkan bunyi RF di kawasan I / O, tidak ada jaminan bahawa langkah berjaga-jaga ini akan cukup berjaya untuk memenuhi keperluan pelepasan. Sesetengah bunyi bising dijalankan gangguan, iaitu aliran arus mod biasa di papan litar dalaman. Sumber gangguan ini adalah antara pesawat belakang dan litar. Oleh itu, arus RF ini mesti mengalir melalui laluan dengan impedans terendah (antara plat bawah dan garis pembawa isyarat). Sekiranya penyambung tidak mempamerkan impedans yang cukup rendah (pada pertindihan dengan plat asas), arus RF mengalir melalui kapasiti sesat. Apabila arus RF ini mengalir melalui kabel, pelepasan tidak dapat dielakkan.
Satu lagi mekanisme untuk menyuntik arus mod biasa ke dalam kawasan I / O adalah gandingan sumber gangguan yang kuat berdekatan. Malah beberapa penyambung "dilindungi" tidak berguna, kerana sumber gangguan berhampiran penyambung, seperti persekitaran PC. Sekiranya terdapat jurang antara penyambung dan backplane, voltan RF yang disebabkan di sini boleh merendahkan prestasi EMC.
Terdapat kaedah untuk melindungi penyambung, menambah ubat pelat jari atau gasket. Pertindihan penyambung adalah untuk mengisi jurang antara penyambung dan selongsong. Kaedah ini memerlukan pelapik. Gasket logam lebih baik selagi ia dikendalikan dengan betul, iaitu, selagi permukaan tidak tercemar, selagi tangan tidak menyentuh atau merosakkan gasket, dan selagi terdapat tekanan yang cukup untuk mengekalkan hubungan yang baik dan rendah.
Kaedah lain ialah memasang penyambung pada penyambung atau memasang penyambung pada perumahan. Pada masa ini, permukaan kenalan maksimum sedikit lebih kecil, dan saiz dan keanjalan tab harus dikawal dengan ketat. Apabila memasang penyambung terlindung, buat pembukaan pada selongsong, dan keluarkan minyak di sebelah pembukaan. Hati-hati membuatnya. Sekiranya toleransi tidak sesuai, penyambung akan tenggelam terlalu dalam selongsong dan pertindihan akan terganggu. Setiap jurutera EMC tahu bahawa dalam sistem "cemerlang", isu ini mesti memenuhi keperluan pelancaran dan diperiksa tepat pada masanya di barisan pengeluaran. Gasket yang tidak dijaga atau bengkok, dipasang pada minyak di kawasan kritikal, akan gagal.
Penyambung EMI dipilih atas sebab-sebab berikut:
1) Plastik berbuih konduktif sangat lembut dan boleh diletakkan pada keseluruhan lilitan penyambung. Ini menghapuskan masalah yang berkaitan dengan sarung dan gasket yang lain.
2) Jurutera mekanikal boleh memasang penyambung dalam julat toleransi yang boleh diterima casis sistem.
3) Penyambung dan casis disambungkan dengan impedans rendah untuk memastikan hubungan yang baik. Pelapik di bahagian dalam dinding kabinet boleh diperbuat daripada bahan yang lebih lembut apabila ia dikehendaki dicat dan mempunyai keperluan topeng.
4) Untuk reka bentuk yang memerlukan penyejukan paksa, gasket sebaiknya mempunyai ciri lain: jahitan antara penyambung dan dinding sarung harus dimeteraikan untuk mengurangkan kebocoran udara. Dalam persekitaran yang berdebu, gasket harus membantu menjaga sistem bersih.
