در پست قبل تا حدودی با انواع روش ها و سیستم های دخیل در تولید و دریافت نویز و تداخل های الکترومغناطیسی آشنا شدیم. در این بخش می خواهیم بررسی کنیم که هر یک از المان های آشنای ما مثل خازن، مقاومت، سلف و مسیر های روی برد چاپی ( track ها) در فرکانس های بالا چه رفتاری از خود نشان می دهند. در واقع می خواهیم با در نظر گرفتن رفتار های پنهان این قطعات که در فرکانس های بالا نمایان می شوند،میزان تداخل الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط آنها را در مدار ها را کاهش داده یا حذف کرد تا بتوان به EMC مطلوب دست یافت.
یک سیم رسانا روی برد مدار چاپی در فرکانس های بالا مانند یک مقاومت سری با سلف عمل می کند. به این سلف و کلیه المان هایی که در فرکانس های بالا به مدل قطعه مورد نظر اضافه می شوند،اصطلاحا” المان های پارازیتی گفته می شود.
مدل سیم رسانا در مدار های فرکانس بالا
مقاومت ها در مدار های فرکانس بالا به صورت موازی با یک خازن و سری با سلف مدل می شوند. در این حالت خازن و سلف ها المان های پارازیتی هستند.
مدل مقاومت در مدار های فرکانس بالا
خازن ها در سیستم های فرکانس بالا، با یک سلف و مقاومت سری می شوند که در این حالت نیز سلف و مقاومت المان پارازیتی محسوب می شوند.
مدل خازن در مدار های فرکانس بالا
یک سلف در فرکانس های بالا به صورت موازی با یک خازن و سری با مقاومت در نظر گرفته می شوند.
مدل سلف در مدار های فرکانس بالا
حال که با این اثرات پنهان المان ها در فرکانس های بالا آشنا شدیم، مشخص می شود که باید این موارد را در طراحی ها مد نظر قرار داد زیرا بسیاری از اشکالات ایجاد شده در فرکانس های بالا، در فرکانس های پایین موجود نمی باشد و در واقع این المان های پارازیتی اثرات خود را در فرکانس های بالا نشان می دهند.
از آن جا که اثرات مغناطیسی موجود در مدار، همواره بر مبنای فیزیک الکترومغناطیس استوارند، لذا از معادلات ماکسول برای توصیف این اثرات استفاده می شود.
دو رابطه ی زیر از ساده کردن معادلات ماکسول بدست می آیند:
(قانون اهم حوزه ی زمان) V=RxI
(قانون اهم حوزه ی فرکانس) Vhf= Z(jw) x Ihf
که در این روابط R مقاومت حقیقی،(Z(jw امپدانس کل ، Vhf ولتاژ فرکانس بالا (رادیویی) و Ihf جریان فرکانس بالاست.
امپدانس می تواند شامل مقاومت حقیقی و امپدانس خازنی و سلفی باشد:
Z(jw) = R+ ZC + ZL
با استفاده از روابط حاکم بر آنها داریم:
(Z(jw) =R+ j(Lw – 1/Cw
(R+j(XL – XC=
با توجه به قانون اهم در حوزه فرکانس:
Vhf=[R+j(XL – XC)]x Ihf
از این روابط مشاهده می شود که در فرکانس های پایین مقاومت، و در فرکانس های بالا، اندوکتانس غالب خواهد بود. در یک برد مدار چاپی، هر چه قدر اندوکتانس مسیر ها بیشتر باشند، ولتاژ و انرژی نویز دار فرکانس بالای تولید شده بیشتر و در نتیجه تداخل الکترومغناطیسی ایجاد شده بیشتر خواهد بود. پس اندوکتانس مسیر، از عوامل اصلی انتقال انرژی فرکانس بالا و درنتیجه تداخل الکترومغناطیسی است. بنابراین برای کاهش این تداخل در مدار های دیجیتال فرکانس بالا لازم است تا حد امکان طول مسیر ها را کوتاه در نظر بگیریم.
بازخورد: سازگاری الکترومغناطیسی در برد های الکترونیکی(EMC) – بخش (3) | وبلاگ سام نیک
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند *
کليه حقوق اين سايت متعلق به سام نیک میباشد