Влияние сопротивления на уровень помех

-А почему в делителе напряжения стоят номиналы именно такого порядка? Почему не меньше или больше? - спросил я у одного очень опытного инженера несколько лет назад.

-Если поставить слишком низкие номиналы, то будет большое потребление. Если слишком высокие, то схема станет чувствительна к шумам и помехам. - ответил он мне.

И если с первой половиной ответа у меня не возникло вопросов, то вторая не показалась мне такой очевидной. Но я сделал умное лицо и уверенно кивнул: "Понял, спасибо".

По-настоящему же я понял только несколько дней назад благодаря видео о совершенно другой теме.

Usecase

Ближайший наглядный пример - это DC-DC конвертер, который имеет делитель напряжения для обратной связи (резисторы R1 и R2 на рисунке ниже), а так же линию SW, на которой происходит переключение напряжения.

Теперь представим, что линии SW и FB находятся рядом друг с другом и начинаем следить за руками, поглядывая на рисунок ниже:

• Между линиями SW и FB есть паразитная емкость Cp.
  Она может быть меньше, может быть больше, но она так или иначе есть.
• На линии SW происходят быстрые переключения от 0V до Vmax.
• В момент переключения, через паразитный конденсатор Cp начинает протекать ток Ip, который заряжает или разряжает его.
• Таким образом, на линию FB втекает или вытекает дополнительный ток
• Вспоминаем закон Ома, согласно которому U = I*R
• Получается, что чем больше сопротивление, тем больше бросок напряжения, который вызывает этот паразитный (во всех смыслах) ток.

Всё гениальное просто...

Немного формул

Как вы заметили, помимо номинала сопротивления, свой вклад в уровень помех вносят паразитная емкость Cp и паразитный ток Ip.

Как бороться с паразитной емкостью?

Что делать с паразитной емкостью более-менее понятно:

• Вспоминаем формулу емкости

• Делаем между линиями расстояние как можно больше
• Уменьшаем длину, где они всё-таки идут параллельно
• Можно добавить заливку землей между ними

Как бороться с паразитным током?

Паразитный ток определяется следующей формулой:

Т.е. он зависит от

1. Паразитной емкости (с ней мы разобрались выше)
2. Амплитуды напряжения
3. Скорости его изменения

Зная все эти зависимости, можно не только снизить влияние помех, но и даже посчитать, насколько они критичны в вашем случае.

Заключение

Пример с фидбеком в DC-DC выбран исключительно для наглядности и им дело не ограничивается. Делители напряжения используются много где, они могут быть окружены разными сигналам, работать в разных электромагнитных условиях и так далее.

Источники

[1] The effect of gate turn-on resistor on EM emission: An intuitive explanation