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电源(yuán)系(xì)统噪声来源有(yǒu)哪些

电源是电子产品的心脏,给(gěi)系统(tǒng)提供源源不断的能(néng)量,但是总会受(shòu)到各种影响(xiǎng)。在这(zhè)给大家罗(luó)列出噪声的来源主要(yào)三个方面(miàn):

第一,电源转换芯(xīn)片(piàn)本身的输出并不是恒定的,会有一定的波(bō)纹(wén)。这是由芯片自身决定(dìng)的,一(yī)旦(dàn)选好了电源芯片,对这部分噪(zào)声工程师只(zhī)能接受,无法控制。但是可以通过设计合适的外围(wéi)电路减小其对电路(lù)系(xì)统的影(yǐng)响。

第二,电源(yuán)芯(xīn)片无法实时响(xiǎng)应负载对于电流需求的(de)快速变化(这(zhè)就是会产生(shēng)噪(zào)声)。电(diàn)源芯片通(tōng)过感(gǎn)知其输(shū)出电压的变化,调整其输(shū)出电流,从而把输出电压调整回额定输出(chū)值。多数常用的稳压源调整(zhěng)电压(yā)的时(shí)间在毫(háo)秒到微秒量级(也有更小一些的)。因此,对于负载电流变化频(pín)率在直流到几百KHz甚至(zhì)MHz之间时,稳压源可以很好的(de)做出调整,保持输出电压的稳定。当(dāng)负载瞬态电流(liú)变化(huà)频率超出这(zhè)一范围时(shí),稳压源(yuán)的电压输出会出现(xiàn)跌(diē)落,从而产生电源噪声。

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第三,负载瞬态电流在(zài)电源(yuán)路径阻抗和(hé)地路径阻抗(通常所(suǒ)说的PDN阻抗)上产生的压降。PCB板上任何电路径不可避免的(de)会存在阻抗(kàng),不论是完整的电源平面(miàn)还是电源引线。对于多层电路板,通常需要提供一(yī)个完整的电源平面(miàn)和地平面。电源输出首先接入电源平面(miàn),供电电流(liú)流经电源平面,到达(dá)负载电(diàn)源引脚。

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地路径和(hé)电(diàn)源路径类(lèi)似,只不过电流路径变成了(le)地平面。完整平面的阻抗很低,但确(què)实存在。如果不使用(yòng)平面而(ér)使用引(yǐn)线(xiàn),那么路径(jìng)上的阻抗会更高。

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另(lìng)外(wài),引脚及焊盘本身也会有寄(jì)生电感存在,瞬(shùn)态电流(liú)流(liú)经此路径必然产生压降,因此负载芯片电源引脚(jiǎo)处的(de)电压会(huì)随着瞬态(tài)电流的变(biàn)化而波动,这(zhè)就是阻抗产生的电源噪声。在电源路径表现为负(fù)载芯片电源引脚处的电压(yā)轨(guǐ)道塌(tā)陷(xiàn),在地(dì)路径(jìng)表现(xiàn)为负载芯片地引脚处的(de)电位和参(cān)考(kǎo)地电位不同(tóng)。

当然,电源噪声的来源(yuán)还与热、外界的(de)干扰等也有关系。

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