Расчет напряжения индуктивной и емкостной помехи

При расчете помехоустойчивости рассматриваются два параллельных проводника, один из которых является индуктором помехи, а другой - рецептором. Напряжение помехи в проводнике-рецепторе наводится во время нарастания и спада импульса в проводнике-индукторе. Емкостная и взаимоиндуктивная помехи на участке , на котором параллельно друг другу на расстоянии d располагаются два печатных проводника, рассчитываются в следующем порядке.[7]

По чертежу печатной платы определям максимальную длину параллельно расположенных проводников, которую примем равную 0,3 м.

Емкость между печатными проводниками C, пФ, вычисляют по формуле:

С=k× × (21)

где k - коэффициент, зависящий от ширины проводников и их взаимного расположения, приведен в приложении Б;

- длина взаимного перекрытия проводников, см;

ε- относительная диэлектрическая проницаемость среды между проводниками.

Диэлектрическая проницаемость среды между проводниками, расположенными на одной стороне платы, покрытой лаком, принимается равной:

=0,5( + ) (22)

где - диэлектрическая проницаемость материала платы;

- диэлектрическая проницаемость лака.

Для стеклотекстолита =6, для лаков УР-231 и ЭП-9114 =4.

=0,5×(6+4)=5,

С=0,115×30×5=17,25 пФ.

Между двумя параллельными проводниками, кроме емкостной, существует взаимоиндуктивная связь. Для проводников на одной стороне платы взаимоиндуктивность определяют по формуле:

М=2× (ln2 /(d+b)) (23)

где d - расстояние между осями проводников, м;

- длина проводника, м;

b – ширина проводника, мм.

М=2×0.3× (ln0,6/(0,003+1))=31,05 нГ

Напряжение емкостной помехи U_п, В, определяется пот формуле:

U_п=U×C×R_вых/t_ф (24)

где U - напряжение в проводнике - индукторе, В;

С – рассчитанная емкость, Ф;

t_ф – время нарастания фронта, с.

R_вых – выходное сопротивление микросхемы в цепи проводника-рецептора.

R_вых=U⁰_вых/I⁰_вых , Ом, (25)

R_вых=5/0.1=50 Ом.

Находим напряжение емкостной помехи:

U_п=(0,01×17,25×10^-12×50)/15×10^-9=0,575×10^-4 В

Напряжение взаимоиндуктивной помехи рассчитывается по формуле:

U_п=М×I/t_ф (26)

где I – ток в цепи источника помех, А;

М – взаимная индуктивность, Гн.

U_п=(31,05×10^-9×0,03)/20×10^-9= 0,0051 В

В результате расчетов видно, что напряжение индуктивной помехи составляет 0,0051 В, а напряжение емкостной помехи – 0,057 мВ. Данные напряжения допустимы и не окажут отрицательного влияния на работу устройства, так как максимальный уровень помехи составляет 2,2 В.