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电源噪声的类型

 松林园 2021-03-11

造成电源不稳定的根源主要在于两个方面:

一是器件高速开关状态下, 瞬态的交变电流过大;

二是电流回路上存在的电感。

从表现形式上来看又可以分为三类:

1.同步开关噪声,

地弹( Ground bounce)现象也可归于此类:

“地弹”,是指芯片内部“地”电平相对于电路板“地”电平的变化现象。以电路板“地”为参考,就像是芯片内部的“地”电平不断的跳动,因此形象的称之为地弹(ground bounce)。

当器件输出端由一个状态跳变到另一个状态时,地弹现象会导致器件逻辑输入端产生毛刺。

对于任何形式封装的芯片,其引脚必会存在电感电容等寄生参数,而地弹正是由于引脚上的电感引起的。

所以说一般”地弹“大部分是由于存在开关电压,高速逻辑器件,导致的芯片的GND脚电平,与PCB参考地不一致的情况。从而导致电压过大,或者电平无法正常识别。


2.非理想电源阻抗影响;

这种是在PCB布线容易存在的问题,在设计过程中尽可能的满足的工作电流的峰峰值,加大线宽。

但是有些开关电源在满足工作电流的同时,要尽可能的变窄,以免影响其他信号。

对于一个理想的电源来说, 其阻抗为零, 在平面任何一点的电位都是保持恒定的(等于

系统供给电压),然而实际的情况并不如此,而是存在很大的噪声干扰,甚至有可能影响系

统的正常工作。


3.谐振及边缘效应

电源平面其实可以看成是由很多电感和电容构成的网络,也可以看成是一个共振腔, 在一定频率下, 这些电容和电感会发生谐振现象, 从而影响电源层的阻抗。 比如一个 8 英寸×9 英寸的 PCB 空板, 板材是普通的 FR4, 电源和地之间的间距为 4.5Mils, 随着频率的增加, 电源阻抗是不断变化的, 尤其是在并联谐振效应显著的时候,电源阻抗也随之明显增加。


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