CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ
4.2. Ảnh hưởng của dây nguồn lên dây tín hiệu:
Để thử nghiệm, nhóm thực hiện cấp Discrete Port 5V-DC có dạng điện áp như hình. Với các thơng số Ttotal=50ns, Thold = 40 ns, Trise = 2ns Tfall = 1ns.
Với trường hợp thứ nhất, khi dây nguồn đặt gần dây UART, có thể thấy được ảnh hưởng từ nguồn đến UART là như sau:
HÌnh 26: Kết quả dịng crosstalk trên dây UART
Nhận xét:
Khi đặt nguồn ngay gần dây UART, có thể thấy được ảnh hưởng của dòng crosstalk khá lớn, làm thay đổi điện áp trên dây UART tới 3V, gần như thay đổi hồn tồn kết quả của tín hiệu số.
Trường hợp dây nguồn gần dây SPI:
HÌnh 27: Kết quả dòng crosstalk trên dây SPI
Nhận xét:
Khi đặt nguồn ngay gần dây SPI, có thể thấy được ảnh hưởng của dịng crosstalk khá lớn, làm thay đổi điện áp trên dây SPI tới 3V, gần như thay đổi hoàn toàn kết quả của tín hiệu số.
Trường hợp dây nguồn đặt ở xa, thêm các tụ lọc:
Đặt các phần tử đo ở cuối mỗi đường tín hiệu. Với những tín hiệu thay đổi với tần số cao như UART, PWM được kết quả đo như sau:
HÌnh 28: Kết quả dịng crosstalk trên những dây có tín hiệu thay đổi với tần số cao khi có thêm tụ lọc và đặt dây nguồn ở xa độ dài FR4=0.8mm
Hình 29: Kết quả dịng crosstalk trên những dây có tín hiệu thay đổi với tần số cao khi có thêm tụ lọc và đặt dây nguồn ở xa độ dài FR4=1.6mm
Nhận xét:
Khi tăng độ dài lớp cách điện FR4, ta thấy ảnh hưởng crosstalk lên các đường dây bị giảm đi.
Khi đặt nguồn ở xa các đường tín hiệu có tần số thay đổi nhanh, kết hợp với việc thêm các tụ lọc. Có thể thấy được ảnh hưởng của dòng crosstalk đã giảm đi khá nhiểu. Trong giai đoạn khởi động 50ns ảnh hưởng chỉ dưới 1V. Không ảnh hưởng tới kết quả trên đường dây số.
Năng lượng bức xạ ra môi trường xung quanh Cách tiến hành:
Bước đầu tiên là Import mạch từ Altium và qui định lớp chất nền 0.8mm. Sau đó tạo các port tại các đường dây có tín hiệu cần kiểm tra. Với sơ đồ mạch của nhóm, chúng em kiểm tra trên các đường dây UART, I2C, SPI, thạch anh và PWM.
HÌnh 30: Port các đường dây có sự giao động với tần số cao
Các đường Port sẽ tạo xung dạo động trên đường dây, từ đó tính tốn da năng lượng bức xạ ra mơi trường dựa theo tần số.
Sau khi cấp Port, tạo Probe trong phần EMC, quy định khoảng cách 3m. Vào Schematic để nối các đường port.
HÌnh 31: cấp xung và nối đất các port
Với giá trị các tụ được quy định trong datasheet của MCU STM32 là 50 pF. Kết quả mơ phỏng:
HÌnh 32: Kết quả mơ phỏng bức xạ của mạch
Nhận xét:
Nhìn tổng quan, các đường layout mạch thoả mãn các yêu cầu theo tiêu chuẩn EN-55014 về năng lượng bức xạ.
Các đường layout mạch tạo hài ở tần số 6MHz, tuy không vượt quá ngưỡng bức xạ của tiêu chuẩn nhưng gây ra những ảnh hưởng nhất định.