Kuna digitaalsed ahelad kasutavad lühikeste tõusva / langeva servaga impulssignaale, kiirgavad nad soovimatuid elektromagnetlaineid (müra), sealhulgas kõrgsageduskomponente, väljapoole ning reageerivad väljastpoolt tulevatele elektromagnetlainetele (müra) tundlikult, põhjustades talitlushäireid. Lisaks on vooluahelas ka probleeme, nagu intermodulatsiooni moonutused liinide vahel ja toiteallika pinge kõikumised, mis on tingitud äkilistest voolumuutustest digitaalseadmete sisse / välja lülitamisel. Sel viisil on vaja arvestada jaotatud konstantse vooluringiga, mis koosneb juhtmestiku induktiivsusest ja parasiitide mahtuvusest digitaalses vooluahelas, et vältida ületamist ja alakülgamist lainekuju kaose ja signaali peegeldumise, viivituse, sumbumise ja liinide vahelise elektromagnetilise häire intermodulatsiooni moonutamise vältimiseks. Selle probleemi lahendavad filtrid ja kilbid on kõik analoogtehnoloogiad.
Tänu digitaalse vooluringi tehnoloogia rakendamisele autode, rongide ja raadioside juhtimisel on see saavutanud kõrge töökindlusega kõrge töökindluse, mida analoogtehnoloogiaga varem saavutada ei õnnestunud. Kuid müra võib põhjustada süsteemi ja vooluahela talitlushäireid ning see on saatuslik probleem eriti masinate jaoks. Isegi kui analoogahelas on müra, vähendab see andmete täpsust ainult ajutiselt. Kui müra kaob, on sellel enese taastamise funktsiooni omadused. Seetõttu on ülifunktsionaalsete digitaallülituste ja analoogahelate ühendamine enesetaastamise / enesekinnitamise võimalustega ohutu lahendus mobiilsete juhtimissüsteemide ja digitaalahelate mürast põhjustatud talitlushäirete vältimiseks. Erilist tähelepanu tuleks pöörata vooluahela kujundusele. Pärast vooluahela kujundust on töö kontrollimiseks vaja katsetamiseks kokku panna ahel. Kuid seetõttu näib sageli, et see ei toimi nii, nagu see on kavandatud. Näiteks on projekteeritud võimendist saanud ostsillaator. Analoogahelas on digitaalse vooluahela müra segunenud, mis põhjustab analoogsignaali lainekuju moonutamist, töö on ebastabiilne ja andmeid ei saa sujuvalt kätte saada.
Madalsageduslike vooluahelate puhul, olenemata sellest, kes neid kokku paneb, seni, kuni juhtmestik pole valesti ühendatud, pole peaaegu erinevusi erinevates paigaldus-, juhtmestiku- ja vooluahela omadustes ning võib saada samu andmeid. Kuid kõrge sagedus on erinev. Erinevate paigaldusviiside tõttu saadakse tavaliselt erinevate omadustega andmed. Kõrgsagedusahelates ja kiiretes digitaallülitustes moodustub ühe joone korral induktsioonikomponent (parasiit) ja kahe joone korral parasiitmahtuvuse komponent ja vastastikune induktsioonikomponent (parasiit). joonte vahel nn kolm parasiiti. Moodustunud kolm parasiidiväärtust on väga väikesed, mistõttu madalatel sagedustel pole see peaaegu mingit probleemi, kuid C- ja L-komponentide mõju ei saa kõrgsagedusalas ignoreerida.
Masina jõudluse parandamiseks segatakse sageli kokku erinevad ahelad, näiteks madalsageduslikud kuni kõrgsageduslikud analoogahelad, kiire digitaalsed ahelad, mikroanaloogahelad ja suurvooluahelad, mis põhjustab vooluahela ebastabiilsust ja sagedusnäitajate halvenemine. Peamine põhjus on see, et ülalnimetatud kolme parasiiti ei arvestata projekteerimisel täielikult ning usaldusväärsust ja ohutust ei saa säilitada. Lisaks kasutatakse skeemil ainult pooljuhtseadme kahemõõtmelist kujutist ja R, C ja L ühtseid parameetreid, kuid see ei tähenda tegeliku vooluahela jõudlust ja funktsiooni. Tegelik tegevus on kolmemõõtmeline ruum, sealhulgas sagedus on neljamõõtmeline ruum. Seetõttu mõjutab intermodulatsiooni moonutuste, peegeldumise, staatilise elektri ja elektromagnetilise kombinatsiooni abil moodustatud mikrovooluahel kõrgsagedusliku vooluahela omadusi ja funktsioone. Ajastu nõuete kohaselt on paljud hiljutised IC-d kiirseadmed, mis on tundlikud kõrgsagedusliku müra suhtes. Seetõttu valige seadme kasutamisel vastavad komponendid vastavalt vooluahela funktsioonile ja proovige vältida suurema kiirusega IC-de kasutamist kui vaja.
Elektriskeemis loetakse toiteallika, maandusjuhtme ja signaaltraadi takistust tavaliselt null oomiks. Kuid tegelikult pole null-oomi ja mida suurem on sagedus, seda suurem on induktiivsuse ja parasiitide mahtuvuse mõju. Seetõttu on ahelate kombinatsioon ja väliste elektromagnetväljade mõju ignoreerimiseks liiga suur, mille tulemuseks on vooluahela ebastabiilsus ja sagedusnäitajate halvenemine. Vigade, müra ja viivituse probleem tuleks lahendada analoogahelates; samas kui digitaalsetes vooluringides on müratõrje lahendatud ja seda ei mõjuta sünkroniseerimise kaudu tekkiv viivitus, mis on vooluahela omaduste parandamiseks väga oluline. Peame pöörama tähelepanu dünaamilise müra "staatilise elektri" mõjule. Elektriseadmete talitlushäireid võib põhjustada palju müraallikaid, näiteks luminofoorlambid, tolmu kogujad, raadiosaatja, trafo ja muundur meie ümber. Need kõik on elektromagnetvälja müra allikad. Lisaks on talitlushäireid põhjustava müra allikaks elektrostaatiline heide.
Elektrostaatilise tühjendusvoolu ja hetkelise kõrgepinge tõttu hävitatakse IC, mis põhjustab süsteemi või seadme talitlushäireid. Elektrostaatilise laengu vältimiseks tuleb rakendada vajalikke meetmeid alates komponentide ostmisest kuni seadmete projekteerimise, tootmise ja pakendamiseni. Kujunduse osas võib võtta järgmisi meetmeid:
(1) Vältige nõudeid ületavate kiirete IC-de kasutamist, eriti pöörake tähelepanu sisendahelale. Kui võimalik, võtab sisendahel diferentsiaalrežiimi. Filtri ahel peaks olema ühendatud mikrolülituse lähedale.
(2) Sisendkaitse pooljuhtidele. Pistiku sisendosas lisatakse piiraja ahel, et juhtida müra, mis on allpool pooljuhi pinget. Kuna CMOS-väraval on nõrk antistaatilise müra jõudlus, pole seda pistiku sisendosas lihtne kasutada. (3) Vältige serva viivitusega IC-de kasutamist ja kasutage riividega strobimismeetodeid või vooluringe.
(4) Valesti töötamise esinemissageduse pärssimiseks tuleks juhtimis- ja väljundotsas teha madal efektiivne loogika.
(5) Filtreerige kõrge tundlikkusega signaali sisend. Filtreerige kõrgsagedus väljaspool sagedusriba, mis on operatsioonivõimendi jaoks väga oluline, et see ei sisestaks liiga suuri signaale. Pöörake tähelepanu ka kasutatud kondensaatori plii induktiivsusele.
(6) Mõningaid meetmeid on võetud ka tarkvara osas. Kuna elektrostaatiline tühjendus on ühekordne mööduv impulss, saab valeandmeid tuvastada mitme kontrollimisega. Juhusliku peatumise vältimiseks on mikroarvutisse paigaldatud valvekoera ahel (jälgimisahel).
(7) Elektrooniline vooluahel ja juhtmestik tuleks hoida eemal staatilist elektrit väljastavast metallkorpusest.
(8) Šassii metallist ja metallist ühendavad osad peaksid olema eemaldatud värviga tihedalt ühendatud ja võimalikult palju kruvitud.
Tühjendusvoolu tekitatava elektromagnetvälja mõju vähendamiseks tuleks trükkplaadile rakendada järgmisi meetmeid:
(1) Vähendage rõnga pindala. Moodustatud rõngas magnetvoo ristsidumise tõttu indutseeritakse ringis vool. Mida suurem on rõnga pindala, seda rohkem on magnetvoo ristsidumine, seda suurem on indutseeritud vool. Seetõttu peaksid toite- ja maandusjuhtmete poolt moodustatava silmuse ala minimeerimiseks olema toite- ja maandusjuhtmed juhtmetele võimalikult lähedal. Silmapinna vähendamiseks paigaldage toiteallika ja maandusjuhtme vahele kõrgsageduslik möödavoolukondensaator. Signaalliini ja maajoone vahel moodustunud silmuse pindala vähendamiseks suunake signaal maajoone lähedale.
(2) Tehke juhtmestik kõige lühemaks. Tuleb arvestada signaaliliinide pikkuste jaotusega. Projekteerimisel pikendage madala efektiivsusega signaaliliini ja tehke kõige tõhusam signaaliliin kõige lühemaks. Seadmete vaheline juhtmestik on kõige lühem ning sisend- ja väljundliinidega ühendatud seadmed on paigaldatud klemmide lähedusse.
(3) Kasutage mitmekihilisi trükkplaate, mida näeb analoogahelates ja kiiretes digitaallülitustes. Kiiretes digitaallülitustes on impulssignaali sagedusspektril väga lai valik kõrgetasemelisi harmoonilisi komponente. Mida kõrgemat töösagedust kasutatakse, seda suurem on parasiitide mahtuvuse ja induktiivsuse mõju. Eeldades, et induktiivsusega L mustril voolab kõrgsageduslik vool I, on induktiivsuse L tekitatud pingelang: V = L · di / dt. Muster on nagu antenn, mis saadab välja kiiratud müra. Maandusjuhtme pinnaks muutmine võib vähendada maandusjuhtme takistust ja vähendada tühjendusvoolu põhjustatud pingelangust.
(4) Liidesekaabli puhul tuleks võtta antistaatilisi meetmeid: kaabli varjestatud juhtme kaks otsa on ühendatud korpusega. Lisage möödavoolu kondensaatorid kõrgsageduslike lühiste jaoks, kus võivad tekkida maandussilmused. Seda ei tohiks ühendada loogilise maandusega, kui pole kest-maad. Lameda kaabli korral saab signaaltraadi ja signaaltraadi vahele lisada maandusjuhtme. Probleemid, millele tuleks pöörata tähelepanu, kui toiteallikat kasutatakse analoogsignaaliga toiteallikana: nn lülititoiteallikas on toiteallika vorm, mis stabiliseerib väljundpinget impulsi modulatsiooni abil. Kuna see meetod tarbib voolu ainult lülitusosas, siis mida suurem on lülituskiirus, seda suurem on toiteallika efektiivsus. Seetõttu kasutatakse tavaliselt kiireid lülitusseadmeid. Suure efektiivsuse tõttu kasutatakse seda toiteallikat laialdaselt alates suure võimsusega masinatest kuni väikeste ja kergete masinateni. Kiirel ümberlülitamisel on aga lülitamise müra lekke puudus. Selline analoogahelate toiteallikas põhjustab palju probleeme.
Kui lülititoiteallikat kasutatakse analoogahela toiteallikana, siseneb kõrgsageduslik müra analoogsignaali sagedusriba ning analoogsignaali signaali / müra suhe halveneb. Kuigi lülitusmüra on üldjuhul vaid 50–100 mVpp, mis on üsna väike, põhjustab analoogsignaali suure dünaamilise ulatuse tõttu sageli selline müra probleeme. Eriti kui kasutatakse sellistes seadmetes nagu A / D muundurid, kui muundamise taseme määramise ajal on signaalile müra, tekivad muundusvead ja oodatud täpsust ei saavutata. Lülititoiteallikate analoogahelates kasutamise probleemide lahendamiseks võite lülititoiteallikate valimisel pöörata tähelepanu kahele järgmisele aspektile: (1) lülititoiteallika müratase on võimalikult väike; (2) Lülitusmüra komponendid ei sisene signaali sagedusriba. Analoogsignaali kõrge taseme tõttu ei mõjuta lülitusmüra signaali ja müra suhet. Vältimaks lülitusmüra sisenemist signaali sagedusriba, on lihtsaim meetod valida toiteallikas, mille lülitussagedus on suurem kui analoogsignaali kõrgeimal sagedusalal.
Kui ülaltoodud meetodit ei saa valida, tuleb leida viis toiteallika tekitatud lülitusmüra vähendamiseks. Need meetodid hõlmavad järgmist: (1) Lisage kondensaatorid väljastpoolt. (2) Välise toiteallika tekitatud lülitusmüra. (3) Seeriaregulaatorite kombineeritud kasutamine. Toiteallika trafo kasutab kolme mähist ning mähiste vahel saab müra kõrvaldada. Seda tüüpi toiteallikas on suure efektiivsusega toiteallikas, mida saab kasutada sideseadmetes, mis varustavad elektrit ülekandeliini kaudu. Sideseadme vastuvõttev osa on analoogahel, mis kasutab väga väikese induktiivsusega signaale. Selle madala müratasemega lülititoiteallika kasutamisel saab see samaaegselt lahendada nii tõhususe kui ka müra probleemid.
Meie teise tootega:
