常用電源分配問題及解決方案

1、TTL-ECL混合系統(tǒng)中隨機(jī)ECL錯(cuò)誤

在一個(gè)系統(tǒng)中、如果不考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果而混合使用TTL和ECL，這并不是個(gè)好主意。與ECL電路相比，TTL電路在電源線上會(huì)引起更多的噪聲。而同時(shí)，ECL電路對(duì)電源被動(dòng)更敏感。一個(gè)典型的特征就是這些ECL電路會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)錯(cuò)誤。

有關(guān)的提示如下：

首先確保TTL和ECL信號(hào)彼此清晰獨(dú)立，這樣解決了直接串?dāng)_的問題。保持其間距至少等于走線距地平面高度的8倍。

如果TTL使用+5V，而ECL使用-5.2V，則會(huì)非常有利，電源系統(tǒng)已經(jīng)被分開了，假定已經(jīng)有了一個(gè)完整的地平面，TTL噪聲泄漏進(jìn)ECL系統(tǒng)的機(jī)會(huì)將很小。如果沒有完整的地平面。那就加一個(gè)。一個(gè)有能力的設(shè)計(jì)工作室很快就能增加一個(gè)地平面。加上地平面后，再做一次設(shè)計(jì)，看看它是否有效工作。

一些設(shè)計(jì)者TTL和ECL電路都使用+5V。作為ECL電路。這不是最佳的工作電壓。但是能夠工作。如果可能，切斷TTL區(qū)域的時(shí)鐘，確定從TTL區(qū)域是否有泄漏的噪聲引起ECL錯(cuò)誤。

為了減少噪聲泄漏，從物理上把TTL和ECL區(qū)域的設(shè)計(jì)分開。然后，把+5V平面（不是地）一分為二，把印刷電路板分成TTL和ECL兩個(gè)分離的區(qū)域。電路板的主電源輸入應(yīng)該是TTL一側(cè)。保持地平面的完整，確保沒有長的信號(hào)走線穿越兩個(gè)+5V區(qū)域的邊界，然后在兩個(gè)+5V平面之間連接一個(gè)有足夠電流負(fù)載能力的1UH電感。這將會(huì)限制進(jìn)入ECL系統(tǒng)的TTL噪聲的數(shù)量。

為了保證最大的可靠性，兩個(gè)部分之間的信號(hào)傳輸使用差分信號(hào)。

2、分配線中的壓降過大

當(dāng)通過長的引線向多個(gè)印刷電路板提供電源的時(shí)候，通常沒有合適的位置來安裝電源供電的遠(yuǎn)端傳感線。

如果電源分配線的阻抗太大，每塊印刷電路板的局部電壓將會(huì)不一致。

有關(guān)的建議如下：

先粗略分配直流電源，然后在每塊印刷電路板上重新進(jìn)行本地調(diào)整。這需要在每塊板子上有本地調(diào)整電路，在每塊板子上配置一個(gè)+8V的線性穩(wěn)壓電源，并配置一個(gè)+40V的形狀穩(wěn)壓電源。

分配直流電源采用可調(diào)整的方式，但是電壓要高，這樣就降低了由于每條線的電流衰減導(dǎo)致的電源電壓下降。然后，在每塊印刷電路板上加一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器。如果直流-直流穩(wěn)壓器非常穩(wěn)定，則不必重新調(diào)整。

采用多相調(diào)整的形式分配高電壓交流電，使其波頂部平坦。每塊印刷電路板上本地至少使用兩個(gè)變壓器，以高速交流電流。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，頂部平坦的波形將較好地重疊，只需要很少的輸出濾波電容。頂部平坦的高頻波形不需要非常大的變壓器。一種與汽車交流發(fā)電機(jī)類似的機(jī)制，可以產(chǎn)生這樣頂部平坦的波形。其采用磁場旋轉(zhuǎn)來調(diào)整輸出電壓，通過軸上的一個(gè)大的飛輪來控制短暫的電流通斷。

3、插入電路板時(shí)的電源脈沖干擾

有些系統(tǒng)必須允許使用者在電路板運(yùn)行時(shí)進(jìn)行插入和拔出操作。當(dāng)一塊電路板插入一個(gè)工作背板的時(shí)候，由于板上的旁路電容要充電到滿電壓，它要吸收巨大的電流。這些電流大部分從其他電路板上的旁路電容汲取。其結(jié)果是在電源線中不可避免地引起一個(gè)脈沖干擾。

有關(guān)的提示如下：

在每塊電路板上使用最小的旁路電容。在背板上直接連接一個(gè)大的旁路電容。只有當(dāng)每塊電路板上旁路電容的引腳電感加上電源分配布線的電感遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于背板大電容的引腳電感時(shí)，板上的電容才工作。

在每塊電路板的電源引腳上專門串聯(lián)一些電感。在背板上直接連接一個(gè)大的旁路電容。這樣的效果比前面的方法要好一些，因?yàn)樵黾恿嗣繅K電路板的電感。

采用一個(gè)主動(dòng)調(diào)整電路，使電路慢慢地施加到每塊電路板上。可以用一個(gè)大的開關(guān)場效應(yīng)晶體管在每塊電路板上塔一個(gè)激活電路。場效應(yīng)晶體管慢慢地施加電源，降低了DI/DT，因此減少了電源供電脈沖干擾。10PS的充電時(shí)間可以解決絕大部分問題。

慢啟動(dòng)的場效應(yīng)晶體管開關(guān)，又稱軟啟動(dòng)電路，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致太多的壓降。為了解決壓降問題，可以在印刷電路板上使用兩個(gè)電源引腳連接，使電路板充電到大約4.5V，第二個(gè)引腳直接連接到電源總線，使電路板完全充電到+5V。我們沒對(duì)第二個(gè)脈沖干擾進(jìn)行保護(hù)，但是與其他方式相比，它的大小只是其十分之一。

4、電源分配線的EMI輻射

電源線中的電流變化容易導(dǎo)致數(shù)字產(chǎn)品的輻射。這個(gè)電磁輻射可能超過FCC標(biāo)準(zhǔn)限制。

有關(guān)的提示如下：

使用比較好的旁路電容來限制每塊電路板上變化電流的泄漏。

在電源線上串聯(lián)一個(gè)共模扼流圈，以限制線路上的共模電流。

走線盡量靠近，限制電磁輻射的區(qū)域。

用一個(gè)完整的金屬屏蔽罩罩住電源線，屏蔽罩的兩端連接到機(jī)殼地。

如果電源系統(tǒng)出現(xiàn)上面所列的現(xiàn)象，可以試試這些有益的提示。這不是一個(gè)完整的解決方案，但是應(yīng)該可以幫助你開始解決問題。