电源是电子产品的心脏,给(gěi)系统提(tí)供源源不断的能量,但(dàn)是总会受到各(gè)种(zhǒng)影响。在这给大家罗列出噪声的来源主(zhǔ)要(yào)三个(gè)方面:
第一,电源转换(huàn)芯片(piàn)本(běn)身的输出并不(bú)是(shì)恒定的,会有一定(dìng)的波纹。这是由芯片自(zì)身决定的,一旦选(xuǎn)好了电源芯片,对这部分噪声工程师只能接受,无法控制。但是可以通(tōng)过设计合适的外围(wéi)电(diàn)路减小(xiǎo)其对电路(lù)系统的(de)影响。
第二,电(diàn)源(yuán)芯片无法(fǎ)实时响应(yīng)负载对于电流需求的快速变化(这就是会产生噪声)。电(diàn)源芯片通过感知其(qí)输出电压的变化,调整(zhěng)其输出电流,从(cóng)而把输出电压调整回额(é)定输出值。多数常用的稳压源调(diào)整电压(yā)的时间在毫秒到微秒量级(也有更小一些的)。因此,对于负载电流变化频(pín)率(lǜ)在直流到几百KHz甚至MHz之间(jiān)时,稳压源可以很好的做出调(diào)整,保(bǎo)持输出电压的稳定。当(dāng)负(fù)载瞬态电流变化频率超出(chū)这一(yī)范围时(shí),稳压(yā)源的电压输出会出现(xiàn)跌落(luò),从而产生(shēng)电源噪(zào)声。
第三,负(fù)载瞬态电流在(zài)电源(yuán)路径(jìng)阻抗和地路径阻抗(通常所说的PDN阻抗)上产生的压降。PCB板上任何电路径不可避免的会存在阻抗(kàng),不论是完整(zhěng)的电源平面还是电源引线。对于(yú)多(duō)层电路板(bǎn),通常(cháng)需要提(tí)供一个完整的电源平面(miàn)和地平面。电源输(shū)出首先接入电(diàn)源平面(miàn),供电电(diàn)流流经电(diàn)源(yuán)平面(miàn),到(dào)达负载电(diàn)源引脚。
地路(lù)径和电(diàn)源路径(jìng)类似,只不(bú)过电流(liú)路径变成了地平面。完整(zhěng)平(píng)面的(de)阻抗很低,但确(què)实存在。如果不使用(yòng)平面而使用(yòng)引(yǐn)线(xiàn),那(nà)么路径(jìng)上的(de)阻抗会更高。
另外,引脚及焊盘本身(shēn)也会有(yǒu)寄(jì)生电感存在(zài),瞬态电流流经(jīng)此路径必然产生压降,因此负载芯片电(diàn)源引脚(jiǎo)处的电压会随着瞬态电流的变化而波动,这就是阻抗产生的电源噪声。在电源路径表现为负载芯片(piàn)电源引脚处的电压轨道(dào)塌陷,在地路径表现为负载芯片(piàn)地(dì)引脚处的电位和参(cān)考地电位不同。
当(dāng)然(rán),电(diàn)源噪声的来源还与热(rè)、外界的干(gàn)扰(rǎo)等也有(yǒu)关系。
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