電源噪聲的三大來源:開關(guān)噪聲、耦合噪聲、傳輸噪聲
一、開關(guān)噪聲
1. 產(chǎn)生機理
開關(guān)噪聲主要來源于開關(guān)管和整流管在開通及關(guān)斷轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的射頻能量。這種能量以電磁能的形式直接向空間輻射,或者以干擾電流的形式沿著輸入輸出端導線傳送。此外,內(nèi)部寄生電容在開關(guān)狀態(tài)下突然充放電也會產(chǎn)生噪聲。
2. 抑制措施
- 優(yōu)化PCB布局:合理設(shè)計PCB的布局,減少開關(guān)管和整流管之間的距離,降低寄生電感和電容的影響。
- 使用吸收電路:采用RC、RCD、LC等無源吸收網(wǎng)絡(luò)或有源吸收網(wǎng)絡(luò),抑制開關(guān)管關(guān)斷時產(chǎn)生的尖峰電壓。
- 電源濾波:在電源輸入端添加濾波器,減少高頻噪聲的傳導。
二、耦合噪聲
1. 產(chǎn)生機理
耦合噪聲是由于不同電路之間的電磁耦合引起的。常見的耦合途徑包括電容耦合、電感耦合和公共阻抗耦合。例如,高頻變壓器的分布電容會使高頻噪聲在初級與次級之間傳遞,或者通過導線的分布電容和電感耦合到附近的電路中。
2. 抑制措施
- 合理布局:將敏感電路與噪聲源盡量分開,避免信號線和電源線交叉。
- 屏蔽與隔離:使用屏蔽罩或隔離層減少電磁耦合,特別是在高頻電路中。
- 去耦電容:在電源和地之間添加去耦電容,減少電源線上的噪聲耦合。
三、傳輸噪聲
1. 產(chǎn)生機理
傳輸噪聲主要來源于電源線和信號線的分布電感和電容。這些分布參數(shù)會導致電源電壓的波動和噪聲的傳輸。例如,長信號線會拾取工頻和射頻電磁場的噪聲,并將其引入信號系統(tǒng)。
2. 抑制措施
- 縮短布線長度:盡量縮短電源線和信號線的長度,減少分布電感和電容的影響。
- 使用電源層和地層:采用電源層和地層設(shè)計,提供低阻抗的回流路徑,減少噪聲的傳輸。
- 濾波與穩(wěn)壓:在電源輸入端和關(guān)鍵節(jié)點添加濾波和穩(wěn)壓電路,確保電源的穩(wěn)定性。
通過以上措施,可以有效減少PCB設(shè)計中的電源噪聲,提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。
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