Bạn đã bao giờ nghe đến thuật ngữ này chưa? trước khi chúng ta đi sâu vào dung tích và dung tích rất quan trọng, chúng ta cần phải hiểu dung tích là gì.
một bộ phận điện tử quan trọng, nó tận dụng khả năng của nhiều trường điện xuyên qua một vật thể cách điện (ng và saran, 1996). Các thùng tụ, thường được gọi là các thùng tụ, là các cấu phần lưu trữ năng lượng được sử dụng rất nhiều trong các thiết bị điện tử, đài phát thanh và các thiết bị điện tử khác.
chúng ta sẽ thảo luận chi tiết về điện tích và điều khiển rất nhiều và ảnh hưởng của nó đối với mạch điện tử.
1, chất điện phân tán là gì?
một chất dẫn điện là một đặc tính của một nhóm các chất dẫn điện, được đo chính xác bằng cách tách một số lượng điện tích (geaghan, 2013).
mỗi đơn vị điện lực thay đổi hoặc dao động, điện tích thường được lưu trữ trên nó.
một điều đáng chú ý là năng lượng cũng có nghĩa là sự lưu trữ điện.
chất điện phân tán là một chất điện tích; dư thừa, dư thừa, hoặc tốt nhất là không thể tránh khỏi, và do sự sắp xếp song song của nó, cảm biến được tạo ra trong các thành phần điện tử khác nhau, thường được gọi là chất điện tích phân tán.
điện tích phân tán là một lỗi đo lường đặc biệt được định nghĩa như là dung tích giữa các kết nối khác nhau ở đầu và/ hoặc ở đầu pin.
nếu cơ chế mở, việc đo lường được thêm vào một dung lượng rất nhiều.
Tuy nhiên, nếu sự bù đắp hoàn toàn được thực hiện, việc bù đắp chính xác có thể được thực hiện bởi các điện tích phân tán tạo ra trong kẹp.
Các kỹ sư biết rằng hiệu ứng này thường xảy ra với các hệ thống tần số cao hoạt động trong tần số RF và vi sóng.
Trong các cảm biến, các chất điện phân tán sẽ tạo ra một loạt các điện trở, trong khi trong PCB, thường là các cảm biến cảm biến sẽ thay đổi điểm làm việc của chúng.
Tất cả các cấu phần mạch chính như các điện đầu, các cảm biến và các transistor đều có thể có một dung tích nội bộ, có thể khiến chúng hành động hoặc chế độ khác biệt một chút so với các cấu phần mạch” lý tưởng”.
Hơn nữa, có một điện chứng không bằng 0 giữa hai điều khiển (McAllister, 1991).
Hãy nhớ rằng điều này có thể quan trọng hoặc rõ ràng hơn ở tần số cao hơn, đặc biệt là nếu khoảng cách giữa các dẫn, như các bảng mạch in hoặc các dây chuyển.
hình 1: bộ phận điện phân tán
Trong PCB
trong các hệ thống áp suất cao và tần số cao, không cần phải có một dẫn điện khác để tạo ra dung tích. bởi vì nó chỉ được tạo ra bởi sự tương tác với môi trường.
lưu ý rằng trong các bảng mạch in (pcb), điều này thường tạo ra một số lượng điện có hại hoặc không cần thiết có thể ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ thống.
Các chương trình máy tính được sử dụng khi thiết kế hầu hết các bảng mạch in thương mại có thể tính toán các hiệu ứng rất nhiễu và các hiệu ứng ký sinh khác của các đường đi và các cấu phần của bảng mạch, và thường bao gồm các mô phỏng có giá trị về công việc của mạch điện. Đây là sự trích xuất ký sinh (Kao, Lo, Singh và Basel, 2001).
điều đáng chú ý là khả năng điện phân tán thường không đáng kể; tuy nhiên, điều này có thể trở thành một vấn đề lớn trong nhiều mạch điện cao tần.
Trong hầu hết các mạch khuếch đại có phản hồi tần số mở rộng, điện tích phân tán giữa đầu vào và đầu ra có thể hoạt động như một đường dẫn phản hồi hoạt động, khiến cho mạch điện dao động thường xuyên ở tần số cao hơn. hãy nhớ rằng những dao động không cần thiết và không thể tránh khỏi này được gọi là dao động ký sinh (palmer và joyce, 2003).
với hình dưới đây, chúng ta có thể dễ dàng tính toán khả năng rất nhiều trong bất kỳ một bản vẽ bổ sung nào. xin lưu ý rằng các thang đo này có thể được sử dụng trên lý thuyết trong nhiều trường hợp cần các thang đo nhỏ, nhưng trong hầu hết các trường hợp, đó là một phương pháp không hiệu quả.
thêm vào đó, hệ thống tần số cao có thể tạo ra điện tích giữa tầng dưới và tầng trên; Có nói rằng, do cách nhiệt giữa các lớp này, nó sẽ nằm trong phạm vi nhỏ nhặt của khoảng pF mỗi centimét vuông.
Bây giờ chúng ta sẽ nói về tác động.
hiệu ứng
Điều quan trọng là phải nhớ rằng trong hầu hết các bộ khuếch đại tần số cao, dung tích phân tán có thể dễ dàng kết hợp với một số cảm biến phân tán (như dây dẫn của thành phần) để hình thành các mạch谐振 khác nhau, mà cũng có thể gây ra sự dao động của các hiện tượng ký sinh.
Trong hầu hết tất cả các điện cảm, điều khiển biến có thể谐振 với điện cảm ứng ở một tần số cao để điều khiển điện cảm ứng có thể tự谐振, tần số này được gọi là tần số cảm ứng. trên một tần số cụ thể, cảm biến có khả năng chịu đựng.
nếu có thể, các nhà thiết kế mạch điện sẽ cố gắng giảm hoặc loại bỏ điện tích phân tán. Để làm điều này, họ thường cẩn thận giữ cho tất cả các dây dẫn của các thiết bị điện tử gọn gàng và nhóm các thiết bị này theo cách loại bỏ sự kết nối điện năng. điện tích phân tán của mạch tải đầu ra của bộ khuếch đại có thể làm giảm băng thông.
Hầu hết các mạch điện cao tần điện đòi hỏi các kỹ thuật thiết kế đặc biệt như cách ly cẩn thận các linh kiện và các đường dây, các vòng bảo vệ, các cấp nguồn, mắt đất, màn chắn giữa đầu ra và đầu vào, và kết thúc các dây và dải để giảm thiểu các ảnh hưởng của điện tích không mong muốn.
trong phần này, chúng tôi đã đề cập đến rất nhiều lĩnh vực. phần tiếp theo sẽ nói về sự khác biệt giữa các điều khiển và các điều khiển ký sinh. mặc dù các thuật ngữ này thường được sử dụng đồng lập với nhau, nhưng bạn nên biết một số khác biệt chủ yếu.
hình 2: bộ phận điện phân tán
2, sự khác biệt giữa điện tích rải rác và kí sinh trùng
khi hai dây dẫn điện hoặc các bộ phận ở gần nhau, mang theo một sạc điện và có điện áp nhất định giữa chúng, chúng có thể tạo ra một bộ phận dẫn điện ảo; ngay cả khi tất cả các chất dẫn điện được cách điện hoàn toàn.
lưu ý rằng điện tích ảo giữa những điều khiển này thường được gọi là điều khiển ký sinh.
Một dung lượng ký sinh là một dung lượng không thể tránh được, không cần thiết, không cần thiết giữa hai hoặc nhiều dẫn điện và thường có khoảng cách gần nhau và thường dẫn đến hành vi mạch không mong muốn.
người ta thường nghĩ rằng chất điện phân tán là một chất điện ký sinh. lưu ý rằng nó là dung lượng của một điện dẫn cho một môi trường cụ thể, tổng các điện dẫn trong môi trường, tương ứng ngược đối với khoảng cách chính xác từ mỗi điện dẫn môi trường.
Khả năng ký sinh ở FrequenciesIt cao hơn đáng chú ý là ở tần số cao hơn, dòng điện trong mạch thường bị ảnh hưởng bởi khả năng ký sinh. đó là vì khi tần số tăng lên, bộ dẫn điện có xu hướng trở thành một chất dẫn tốt hơn.
kí sinh trùng
xin lưu ý rằng tần số cao hơn trong mạch điện, bộ dẫn điện giống như một bộ kháng điện, càng gần với mạch điện ngắn. thêm vào đó, hãy nhớ rằng bộ phận cảm ứng hoạt động giống như một sợi dây ở tần số vô hạn. Vì vậy, bạn có thể tưởng tượng rằng khả năng ký sinh có thể là một vấn đề thực sự ở tần số cao hơn, bởi vì ảnh hưởng của nó sẽ không ảnh hưởng nhiều đến tần số thấp hơn (Queiroz và Calô ba, 1990). Các dung tích sinh học ở tần số cao hơn có thể kết nối bất kỳ mức tham chiếu nào của một PCB vào thùng máy một cách vô tình.
Cũng đáng chú ý, giữa các chất dẫn điện mang điện tích sẽ hình thành dung tích ký sinh. Có thể tạo ra một điện chất ký ở giữa một cái bàn hay cái ghế kim loại và một PCB được đặt trên nó (không rất có thể xảy ra với một cái bàn hay cái ghế được làm từ vật liệu cách ly như gỗ). Đó là lý do tại sao việc thiết kế mạch điện cho tần số cao hơn thường có nghĩa là bạn nên chú ý hơn đến thiết kế tổng thể, đặc biệt là bố trí PCB hoặc vị trí cụ thể của một dẫn liên quan đến dẫn khác.
trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về xu hướng của các dung lượng rất nhiều và ba biến số ảnh hưởng đến nó.
3, xu hướng phát triển điện tích phân tán
ba yếu tố chính trong cấu trúc ống dẫn quyết định số lượng điện được phân tán. Tất cả các nhân tố này có thể ảnh hưởng đến dung lượng rất nhiễu bằng cách ảnh hưởng tới dòng điện ở một lực điện (điện áp giữa bất cứ hai bộ cực nào) (Shen, 2005).
Khoảng cách bảng
giữ cho tất cả các yếu tố khác không thay đổi, khoảng cách giữa các tấm càng lớn, dung tích phân tán càng nhỏ; mặt khác, các khe hở gần nhau tạo ra các dung lượng nhiều hơn. Khoảng cách giữa các bảng có thể dẫn đến một số lực trường cao hơn, dẫn đến một luồng thông tương đối cao (các số điện tích lũy trên cả hai thước) cho bất cứ điện áp dụng nào trên hai thanh.
Diện tích mảng
tất cả các biến khác là các hằng số; Diện tích bảng lớn hơn cung cấp một dung tích nhiễu lớn hơn, trong khi diện tích bảng nhỏ hơn tạo ra ít dung tích nhiễu hơn.
vật liệu phương tiện
Với tất cả các biến khác không thay đổi, hằng số tiếp điện cao hơn của vật liệu có khả năng phân tán lớn hơn và hằng số tiếp điện thấp hơn của vật liệu có khả năng phân tán nhỏ hơn.
hằng số tiếp điện tương đối thể hiện một hằng số tiếp điện của vật liệu; Nó gần như chân không (trắng) (Rubin và Ho, 2018). Ví dụ, một kính với hằng số tiếp dẫn tương đối là 7 lần so với hằng số tiếp dẫn tiêu chuẩn trong chân không. Vì vậy, khi tất cả các biến khác đều như nhau, nó sẽ tạo ra một dòng điện mạnh gấp 7 lần so với chân không thuần khiết.
chương này thảo luận về các xu hướng khác nhau. trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ xem xét các phương pháp để giảm thiểu điện.
hình 3: bộ phận điện phân tán
4, làm thế nào để giảm dung tích phân tán
Trong nhiều ứng dụng, điện tích phân tán giữa nhiều đường tín hiệu có thể cạn kiếm hoặc ảnh hưởng đến thiết kế. đáng chú ý là, ở tần số thấp hơn, dung tích phân tán thường không đáng kể. tuy nhiên, đây có thể là vấn đề chính của mạch điện cao tần. chúng ta có thể kiểm soát độ phân tán ở cấp độ bố trí.
các điều khiển nhiễu thường xuất hiện do các kết nối điện tử giữa một đường tín hiệu và một đường khác hoặc giữa một mặt cơ bản và một đường tín hiệu. Điều đáng chú ý là, trong nhiều thiết kế, việc giảm dung lượng phân tán của một mạng cụ thể đối với các tín hiệu khác có thể trở nên quan trọng.
dưới đây là một vài cách hiệu quả nhất để giảm thiểu điện tích:
Tăng khoảng cách giữa các mạng khác nhau trong một nhóm cụ thể là rất quan trọng (điều này rất quan trọng).
Đối với mạng lưới chất điện phân tán quan trọng, tôi đã sử dụng kim loại cao hơn.
tránh quá nhiều dây chuyền song song kim loại
Đặt một tín hiệu tham chiếu khác giữa các yêu cầu thấp của mạng (khả năng rải rác không quan trọng). Nó được gọi là sự che chắn.
chương này nói về bốn cách để giảm thiểu. trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ nói về các điều khiển trong máy biến áp.
hình 4: khả năng điện ở cấp độ bố trí
5, bộ phận cảm biến trong máy biến thế
các bộ biến thế là các thành phần mạch điện cần thiết như cảm điện và điện trở (smil, 2017). chúng được sử dụng cho tất cả các hệ thống điện tử sử dụng điện xoay chiều. và do đó, chúng được sử dụng rộng rãi.
Máy biến áp lý tưởng sử dụng điện từ thuần khiết để truyền điện từ các cuộn dây chính đến các cuộn dây thứ hai (Han, Chau và Zhang, 2017). Bởi vì cuốn dây cơ bản là cảm nhận, bất cứ điện áp tạm thời nào cũng có thể bị chặn lại. Ngoài ra, hãy nhớ rằng tần số cao của sự hài hòa và tiếng ồn không có đủ năng lượng để tạo ra điện áp cảm ứng từ. nói cách khác, bộ biến đổi lý tưởng có thể được coi là một bộ lọc thông qua thấp.
đáng chú ý là, bất kỳ hai đầu dẫn nào gần nhau nhất định sẽ tạo ra một bộ phận dẫn điện.
hiệu ứng tiêu cực của bộ phận biến thế
các đỉnh áp cao có thể được chuyển từ máy biến áp cơ bản sang máy biến áp cơ bản.
giải pháp
sử dụng màn chắn giữa các máy chuyển đổi đầu tiên và thứ hai.
sử dụng một máy biến thế dây thứ hai.
hình 5: ảnh hưởng tiêu cực của bộ phận biến thế
6, kết luận
đây là quyển sách đầu tiên về chất dẫn phân tán, bao gồm tất cả thông tin. chúng tôi hy vọng bạn thích nó và tận dụng nó.
OurPCB ist Ihre zuverlässige Quelle für alle Arten von kostenlosen Informationen über Leiterplattenhersteller. Wir haben, was Sie brauchen, egal ob Sie auf der Suche nach einem PCB-Prototyping sind oder eine PCB-Bestückung benötigen. Sie können sich an uns wenden, wenn Sie eine Lösung suchen, die Ihren Anforderungen entspricht. Unsere Ingenieure und Experten werden alle Ihre Fragen so schnell wie möglich beantworten. Unsere PCB weiß, wie man sich um Ihre Interessen und Bedürfnisse kümmert. Können Sie uns eine E-Mail an [email protected] schicken?