电源(yuán)是电子产品的心(xīn)脏,给系统(tǒng)提供源源不(bú)断(duàn)的能量,但是总(zǒng)会受到各(gè)种影响。在这(zhè)给大家罗列出噪声的(de)来源主要三个方面:
第一,电源转换芯片本身(shēn)的输出并不是(shì)恒定(dìng)的,会有一(yī)定(dìng)的波纹。这是由芯片自身(shēn)决定的,一旦选好了(le)电源芯片,对这(zhè)部(bù)分噪声工(gōng)程师(shī)只能接受,无法控(kòng)制。但是可以(yǐ)通过设计合适的外围电路(lù)减小其对电路系统的(de)影响。
第二,电源(yuán)芯片(piàn)无法(fǎ)实时响应负载对于电流(liú)需求的快速变化(huà)(这就是会产生(shēng)噪声)。电源芯片通过感(gǎn)知其输出电压的变化(huà),调整其输出电流,从而(ér)把输出电(diàn)压(yā)调整回额(é)定输(shū)出值。多(duō)数常(cháng)用的稳压源调整电压的(de)时(shí)间在(zài)毫秒到(dào)微(wēi)秒量级(也有更小一些的)。因此,对于负载电流变化频率在直流到(dào)几百(bǎi)KHz甚至MHz之间时,稳压(yā)源可以很好的做出调(diào)整(zhěng),保(bǎo)持输出电压的稳定。当(dāng)负载瞬态电流变化频率超出这一范围时,稳压源的(de)电压输出会(huì)出(chū)现跌落,从而产生(shēng)电源噪声。
第三,负载瞬态电流在电源路(lù)径阻抗和地路(lù)径阻抗(通常所说的(de)PDN阻抗)上产生的(de)压降。PCB板上任何电路径不可避免的(de)会(huì)存在阻抗,不论是完(wán)整的电源平面还是电源(yuán)引线。对于多层电路(lù)板,通常需要提供一个(gè)完整(zhěng)的电源平面和(hé)地(dì)平面。电源输出首(shǒu)先接入电源平面,供电电(diàn)流流经(jīng)电源平面,到(dào)达负(fù)载电源引脚。
地路(lù)径和电源路径类似,只不(bú)过电(diàn)流路径变成了地平面。完整平面的阻抗很低,但确(què)实存(cún)在。如果(guǒ)不使用平(píng)面而使用引线,那么路径上的阻(zǔ)抗会更高。
另外(wài),引(yǐn)脚及焊盘本身也会有寄生电(diàn)感存在,瞬态电流流(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(yā)会随着瞬态电流的变(biàn)化而波动,这就是阻抗产生(shēng)的电源(yuán)噪声(shēng)。在(zài)电源路径表(biǎo)现为负载芯片电源引脚处的电压轨道塌陷,在地(dì)路径表现为负载芯片地引脚处的电位(wèi)和参考地电(diàn)位不同。
当然,电源(yuán)噪声的来(lái)源还与热、外界的干扰等也有关(guān)系。
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