医疗器械信号传输中的阻抗不连续问题

2021-12-20

在设备中,所选用的电子元器件本身的缺陷也会影响其性能指标的发挥。我们知道,任何的电力电容器都存在寄托在的串联电感线圈,两者之间组成了一种串联谐振电源电路:而任何的线绕电感线圈都存在绕阻匝间和层间的趋肤效应,两者之间组成了一种并联谐振电源电路,这样的电源电路的串联谐振比想象中的工作频率要低得多。例如,许多电力电容器的串联谐振达不到100MNz;许多线绕电感线圈的串联谐振达不到20MHz,关于变压器的串联谐振更有达不到5MHz以下者。因此,电源设计人员要充分认识这些电子元器件的实际性能指标,无论高通滤波器还是退耦元器件,两者都有着在谐振状态下工作的可能性,这将导线路线图与路线图相互间的串扰问题,这样的串扰不但能对路线图造成毁坏,还能导致数据信号传输具体情况变得越来越糟糕。
对于设备的布线,人们往往认为即使多用1根接地装置回到路线图也会是一种浪费。因为多数电源线与接地装置控制回路相互间间距过远,因此1根接地装置回线要作为多跟电源线,甚至任何电源线的接地装置问线。这时,这根接地装置回线至少存在两个问题。首要,因为这根接地装置回线与大多数电源线相互间的间距都相对比较远,电源线与接地装置回线相互间组成的环天线就相对比较大,环天线对外的辐射放射及环天线对外界电荷量电磁干扰的接受问题都不可忽视;其次,这根电源线共用接地装置回线的公共特性阻抗问题不可忽视,特别是在电源线上传输的数据信号效率较高,数据信号的边缘相对比较陡时,公共特性阻抗的相互电磁干扰问题尤其比较严重。
实用中传输路线图究竟要多少根接地装置回到路线图才算适度,这要由数据的传输速度及传输路线图的长度来决策。对于数据信号一超过100MHz的高速传输,建议选用1根数据信号对1根接地装置的回到路线图,而对于小于10MHz的低速档传输,可以折中选用两根(或多根)数据信号对1根接地装置的回到路线图。
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