产品电源噪声的主要三大原因

电源是电子产品的心脏,给系统提供源源不断的能量,但是在使用的时候,总会有噪音的干扰,影响电源的使用。今天我们主要了解电源噪声的三个主要原因:
第一、电源转换芯片本身的输出并不是恒定的,而且会有一定的涟漪。这是由芯片本身决定的。一旦选择了电源芯片,工程师只能接受这部分噪声,无法控制。而,通过设计适当的外围电路,可以减少其对电路系统的影响。
第二、功率芯片无法实时响应负载电流需求的快速变化(即会产生噪声)。功率芯片通过感测其输出电压的变化来调整其输出电流,从而将输出电压调整回额定输出值。大多数常用的稳压器调整电压的时间在毫秒到微秒的数量级(也有更小的)。因此,当负载电流的变化频率在直流到几百千赫甚至兆赫之间时,稳压器可以很好地调节,使输出电压保持稳定。负载瞬态电流变化的频率超过这个范围时,稳压器的电压输出就会下降,从而产生电源噪声。
第三、负载瞬态电流产生的电压降对电源路径阻抗和地路径阻抗(通常所说的pdn阻抗)的影响。在pcb上的任何电路中,无论是完整的电源平面还是电源引线,阻抗都是不可避免的。对于多层板,通常需要提供完整的电源和接地平面。电源输出端首先连接到电源平面,电源电流通过电源平面流向负载电源引脚。
接地路径与电源路径相似,不同之处在于电流路径成为接地平面。完整平面的阻抗是低的,但存在。如果你使用引线而不是平面,路径上的阻抗会更高。
另外,管脚和焊盘本身也会有寄生电感,流过这条通路的瞬态电流不可避免地会产生电压降,所以负载芯片的电源引脚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。在电源路径中,负载芯片的电源引脚处的电压轨崩溃,在接地路径中,负载芯片的接地引脚处的电位与参考地电位不同。
当然,电源噪声的来源也与热量和外界干扰有关。

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