Как сделать разъем помехоустойчивым?
Среди различных характеристик разъема особое значение имеет способность противостоять электромагнитным помехам.
Сегодня тактовая частота электронных систем составляет несколько сотен мегагерц, передний и задний фронты используемых импульсов находятся в субнаносекундном диапазоне, а высококачественные видеосхемы также используются для субнаносекундных частот пикселей. Эти более высокие скорости обработки указывают на текущие инженерные проблемы. Поэтому, как предотвратить и решить проблему электромагнитных помех разъема, заслуживает нашего внимания. По мере увеличения частоты колебаний (времени нарастания/спада) цепи и увеличения амплитуды напряжения/тока решение проблемы электромагнитной совместимости становится более сложным.
Перед двумя узлами схемы быстро меняющийся импульсный ток представляет собой источник так называемого дифференциального шума. Электромагнитное поле вокруг цепи может быть связано с другими компонентами и проникать в подключенные части. Шум, связанный с индуктивной или емкостной связью, представляет собой синфазную помеху. Токи радиопомех одинаковы, и систему можно смоделировать следующим образом: она состоит из источника шума, «цепи-жертвы» или «приемника» и контура (обычно объединительной платы). Существует несколько факторов, которые можно использовать для описания величины помех: мощность источника шума, размер области вокруг источника помех и скорость изменения. Шум почти всегда моделируется вместе. Синфазный шум возникает из-за неразумной конструкции. Некоторые типичные причины заключаются в том, что длина одного провода в разных парах различна или расстояние от плоскости питания или шасси различно. Другой причиной являются дефекты компонентов, таких как катушки и трансформаторы магнитной индукции, конденсаторы и активное оборудование. После подключения кабеля между входным/выходным разъемом (I/O) и шасси или заземляющей пластиной появляются определенные ВЧ-напряжения, в результате чего ВЧ-ток в несколько миллиампер превышает допустимый уровень излучения. Кроме того, неправильные схемы развязки часто становятся источниками помех. Если схема требует большого импульсного тока и не требует небольшого конденсатора или очень высокого внутреннего сопротивления во время локальной развязки, напряжение, генерируемое контуром источника питания, будет падать. Это эквивалентно пульсациям или быстрым изменениям напряжения между клеммами. Из-за паразитной емкости корпуса помехи могут проникать в другие цепи, вызывая проблемы синфазного сигнала.
Когда синфазный ток загрязняет цепь интерфейса ввода-вывода, эту проблему необходимо решить перед прохождением через разъем. Для различных приложений Shenzhen Mocolink Electronics предлагает различные методы решения этой проблемы. В видеосхеме сигнал ввода-вывода несимметричный и для его решения используется один и тот же контур. Для фильтрации шума следует использовать небольшой LC-фильтр. В низкочастотных сетях с последовательным интерфейсом некоторой паразитной емкости достаточно, чтобы шунтировать шум на объединительной плате. Дифференциально управляемые интерфейсы (например, Ethernet) обычно подключаются к области ввода-вывода через преобразователь и обеспечивают связь в центральном отводе с одной или обеих сторон преобразователя. Эти центральные отводы подключены к объединительной плате через высоковольтные конденсаторы для шунтирования синфазных помех на объединительную плату, чтобы сигнал не искажался. В настоящее время не существует общего метода решения всех типов проблем интерфейса ввода-вывода.
Основная цель конструктора — тщательно спроектировать схему, часто упуская из виду некоторые детали, которые считаются простыми. Некоторые базовые правила позволяют минимизировать шум до достижения разъема, например, размещение развязывающих конденсаторов близко к нагрузке, удаление сильноточных устройств (т. е. драйверов и ASIC) от порта ввода-вывода и использование локальной фильтрации.
Экранированные соединители могут быть реализованы путем добавления пальцевых пружин или шайб. Перекрывающаяся часть соединителя заполнит пустое пространство между соединителем и корпусом. Это требует заполнения. В общем, пока поверхность не загрязнена, если рука не касается металлической накладки и не повреждает ее, металлическая накладка лучше. При достаточном давлении он может поддерживать хороший контакт с низким импедансом. Другой способ – установить байонет крепления разъема на шасси. В это время максимальная контактная поверхность немного меньше, а размер и эластичность сустава должны строго контролироваться. При этом при установке экранированного разъема в корпусе должно быть проделано отверстие, а боковая часть отверстия должна быть обезжирена и аккуратно оформлена. Если допуски не подходят, разъем слишком глубоко упадет в корпус и сломает нахлест. Каждый инженер должен вовремя проверять во время производства и обработки и следить за тем, чтобы на масляных пятнах в критических местах не были установлены незатянутые или согнутые слабины.
XIAN Spring Technology Co., Ltd. специализируется на производстве высококачественных одножильных или многожильных круглых двухтактных самоблокирующихся соединителей. Экранирование на 360 ° может обеспечить полный спектр защиты от ЭМС, отличную устойчивость к электромагнитным помехам.
