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      專業知識

      電源系統噪聲來源有哪些

      電源是電子產品的心臟,給系統提供源源不斷的能量,但是總會受到各種影響。在這給大家羅列出噪聲的來源主要三個方面:

      第一,電源轉換芯片本身的輸出并不是恒定的,會有一定的波紋。這是由芯片自身決定的,一旦選好了電源芯片,對這部分噪聲工程師只能接受,無法控制。但是可以通過設計合適的外圍電路減小其對電路系統的影響。

      第二,電源芯片無法實時響應負載對于電流需求的快速變化(這就是會產生噪聲)。電源芯片通過感知其輸出電壓的變化,調整其輸出電流,從而把輸出電壓調整回額定輸出值。多數常用的穩壓源調整電壓的時間在毫秒到微秒量級(也有更小一些的)。因此,對于負載電流變化頻率在直流到幾百KHz甚至MHz之間時,穩壓源可以很好的做出調整,保持輸出電壓的穩定。當負載瞬態電流變化頻率超出這一范圍時,穩壓源的電壓輸出會出現跌落,從而產生電源噪聲。

      第三,負載瞬態電流在電源路徑阻抗和地路徑阻抗(通常所說的PDN阻抗)上產生的壓降。PCB板上任何電路徑不可避免的會存在阻抗,不論是完整的電源平面還是電源引線。對于多層電路板,通常需要提供一個完整的電源平面和地平面。電源輸出首先接入電源平面,供電電流流經電源平面,到達負載電源引腳。

      地路徑和電源路徑類似,只不過電流路徑變成了地平面。完整平面的阻抗很低,但確實存在。如果不使用平面而使用引線,那么路徑上的阻抗會更高。

      另外,引腳及焊盤本身也會有寄生電感存在,瞬態電流流經此路徑必然產生壓降,因此負載芯片電源引腳處的電壓會隨著瞬態電流的變化而波動,這就是阻抗產生的電源噪聲。在電源路徑表現為負載芯片電源引腳處的電壓軌道塌陷,在地路徑表現為負載芯片地引腳處的電位和參考地電位不同。

      當然,電源噪聲的來源還與熱、外界的干擾等也有關系。

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