电子设备和电路中降低电源噪声的方法
关键的外卖
●了解噪音对电源的影响。
●更深入地了解如何减轻电源中的噪声。
●了解更多关于噪声源机制的类型。
电源按钮。
声音是一种无形的力量，以每秒1125.33英尺的速度移动，它可以是一种建设性的力量，也可以是破坏性的力量，这取决于它的形式和应用。然而，以噪声形式传播的波往往处于这个方程的破坏性一侧。对于电源等应用，噪声会影响性能、精度甚至一致性。
噪声对电源的影响
在当今使用的几乎所有指标中，设计师都将噪音视为他们设计中最大的担忧和危害之一。的噪声对电子电路的不利影响，包括电源，都是有据可查的，因此，值得这种崇高的关注。那么，为什么噪音会让我们为设计而苦恼呢?最初令人担忧的原因是噪音本身的不可预测性。一般来说，噪声可以来自外部源，也可以来自内部源。即使是噪音的来源也会带来额外的担忧。
在外部噪声源的情况下，它在技术上是一个不可控的噪声源。这意味着设计师需要勤奋和创造性地抵消这些影响。在内部源的情况下，虽然可能更容易控制，但结果仍然与外部源相同。这些不利影响包括对功能、性能、准确性甚至一致性的不利影响。在某些情况下，它可以阻止设备达到预期的设计目标，甚至在从原型阶段到成品的任何地方完全失败。
减轻电源噪声的重要性
虽然有很多噪声源可以产生噪声，但这个参数的总体影响是不利的。这里的共识是解决电路级别的噪声问题，而不是在电源。然而，这只解决了问题的一半，而且很可能忽略了减少噪音的必要性这一更关键的方面。进行这种评估的原因是，我们根据电源的正常工作能力来构建电路，甚至是系统的基础。
此外，如果电源的输出轨道上存在噪声，那么整个系统的功能就会受到阻碍。在大多数情况下，由电源噪声引起的问题是不一致的和间歇性的。正如您可以想象的那样，这可能会加剧故障排除、准确诊断和消除问题的能力。
解决电源级噪声问题至关重要的另一个原因是，几乎每个设备都包含电源。因此,不管你的设计是什么，它很可能会使用电源因此，它很容易受到噪音问题的影响。
电子设计中的电磁干扰机制
噪音或干扰是电子功能的祸害，而且EMI(电磁干扰)是其中最严重的．产生电磁干扰的主要机制如下:
导电耦合是由物理耦合路径(如电缆或电线)产生的直接接触。这也可能发生在pcb上，通过其痕迹或金属外壳。
辐射耦合是通过在空气中或在真空中辐射产生的。请记住，PCB上的每个迹线都是一个预期天线，因此是一个可能的耦合路径。
当两个相邻导体之间发生可变电场时，就会产生电容耦合，例如，在电容器中(即电位差除以分配空间的两块板)。
当两个等效导体之间存在可变磁场时，就会产生感应耦合。这种情况的结果产生寄生感应电压。
注:通常，电容耦合主要是在高压应用，而电感耦合是主要的大电流应用程序．
如何降低电源噪声
简而言之，我们将电源噪声定义为不受欢迎的周期性波动和峰值与来自内部或外部源的随机噪声合并的组合。同时，通过线路调节的设计来控制输入参考纹波的量。这个概念与电源抑制比(PSSR)相当，PSSR是线性调节器允许传递到输出的输入信号的量。总的来说，它不仅仅是控制芯片的功能，而是整个电路的工作。
一般有三种寻址方法电源噪声和缓解纹波．
过滤
我们可以利用滤波器从电源中去除噪声，类似于滤波器从信号中去除噪声。你也可以考虑输出电容器作为过滤过程的一部分，因为它们对电源电路的输出阻抗起反作用。总之，增加输出电容可以降低噪声。
注意:请记住，电容器同时具有ESR(等效串联电阻)和ESL(等效串联电感)。使用具有较低ESR和ESL的电容器将导致较低的噪声。但请记住，一些电源利用ESR提供反馈的错误信号。因此，如果你大幅降低它，即通过交换电解电容器与陶瓷电容器，结果是不稳定的电源。
绕过
在电源设计中绕过控制芯片将有助于降低噪音。尽管，绕过由电源馈电的芯片不会导致电源噪声的减少。然而，它将承担在芯片的电源引脚下降。
注意:如果在电源电路中绕过芯片，请使用标准指南，将电容器放置在电源引脚附近，并使用陶瓷电容器。如果可能，使用表面贴装电容器，因为它们具有低ESL和ESR。请记住，物理尺寸很重要，它与价值一起决定了效果。
Post-Regulation
再加一个电源低噪声调节器输出将减少噪音。这种方法的成本效益较低，这可能会阻碍它的使用。在大多数情况下，这种方法的实现包括使用低降差(LDO)线性稳压器。总之，它可以将任何输出纹波降低至少一个数量级或更多。将LC或RC滤波器与LDO结合使用可以进一步降低噪声。
电源噪声是电子领域所有设计人员不可否认的问题。它影响设计的各个方面的能力只会使缓解它对整体设计的成功更加重要。外部噪声源加上内部威胁的不可预测性使得减少噪音是每个设计师的首要目标或工程师。
电脑电源。
降低电源中的噪声并进行成功的电路设计依赖于拥有正确的PCB设计工具集。无论你是利用单面板或多层设计，你将需要正确的一套PCB布局和设计软件．Allegro PCB Designer凯蒂丝也吃饱了设计工具套件可以帮助您从经过验证的组件模型创建设计，并分析功能的所有方面。您还将获得一套用于MCAD设计和制造准备的工具。
如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．