在電子系統(tǒng)中,電源噪聲引發(fā)的數(shù)據(jù)丟包是常見且棘手的故障,其成因復(fù)雜,而電容等效串聯(lián)電阻(ESR)升高是核心誘因之一。電容作為電源系統(tǒng)的“噪聲濾波器”和“能量緩沖器”,ESR一旦超出設(shè)計閾值,會大幅削弱其濾波能力,導(dǎo)致電源總線出現(xiàn)電壓波動,進而干擾高速信號傳輸,引發(fā)數(shù)據(jù)傳輸錯誤、幀丟失等問題。本文將從原理分析入手,詳細拆解確認電容ESR升高是否為故障根源的完整流程,為工程排查提供實操指南。
在通信、雷達、測試測量等高端電子系統(tǒng)中,高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)是連接數(shù)字信號與模擬信號的核心橋梁,其輸出信號的相位噪聲性能直接決定了系統(tǒng)的通信質(zhì)量、探測精度和信號保真度。隨著DAC采樣速率和分辨率的不斷提升,電源噪聲和時鐘抖動對相位噪聲的影響愈發(fā)顯著,成為制約系統(tǒng)性能突破的關(guān)鍵瓶頸。本文將深入分析電源噪聲和時鐘抖動影響高速DAC相位噪聲的內(nèi)在機制,提出針對性的管理策略,為高速DAC系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化提供參考。
在電子設(shè)備設(shè)計中,電源噪聲是影響系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和性能的關(guān)鍵因素。無論是工業(yè)控制、消費電子還是精密儀器,電源噪聲都可能導(dǎo)致信號失真、數(shù)據(jù)錯誤、器件壽命縮短等問題。電源噪聲主要源于開關(guān)器件的高頻切換、寄生參數(shù)干擾、負載突變等,想要有效降低噪聲,需要從設(shè)計理念、布局布線、器件選型等多維度綜合施策。以下幾點核心方法,能幫助工程師在電源設(shè)計中精準攻克噪聲難題。
在電子電路設(shè)計中,去耦電路的核心作用是抑制電源噪聲、穩(wěn)定供電電壓,而耦合電容作為其中的關(guān)鍵元件,其選型直接決定了電路的穩(wěn)定性、抗干擾能力和整體性能。耦合電容不僅承擔著濾除高頻噪聲、傳遞交流信號的職責,還需兼顧電路的頻率特性、電壓需求和安裝環(huán)境等多重因素。因此,掌握科學(xué)的選型方法,對提升電子設(shè)備的可靠性具有重要意義。
在現(xiàn)代電子設(shè)備中,電源噪聲是一個常見且棘手的問題,它可能導(dǎo)致信號失真、系統(tǒng)性能下降甚至設(shè)備故障。精準定位電源噪聲源是解決這一問題的關(guān)鍵,而近場探頭與頻譜分析儀的協(xié)同使用,為這一任務(wù)提供了高效且精確的解決方案。
電源噪聲是電子電路設(shè)計中一個至關(guān)重要的考慮因素,尤其在音頻設(shè)備和高精度系統(tǒng)中,噪聲的存在可能會對電路性能產(chǎn)生顯著影響。電源噪聲主要來源于誤差放大器的輸入與輸出、參考電壓以及斜坡信號。為了有效地控制和降低電源噪聲,設(shè)計師需要對電源的設(shè)計原理和噪聲來源有深入的理解,并運用一系列策略和技巧來進行噪聲抑制。
電源噪聲是設(shè)計師和其他參與電子產(chǎn)品生產(chǎn)的人經(jīng)常遇到的問題,必須提前考慮并制定計劃來降低噪聲。以下是實現(xiàn)這一目標的一些可行方法。
電壓監(jiān)控器通過監(jiān)控電源,在電源發(fā)生故障時將微控制器置于復(fù)位模式,可防止系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤和故障,從而提高基于微控制器系統(tǒng)的可靠性。然而,噪聲、電壓毛刺和瞬變等電源缺陷都可能會導(dǎo)致誤復(fù)位問題,從而影響系統(tǒng)行為。本文介紹電壓監(jiān)控器如何解決可能觸發(fā)誤復(fù)位的因素,以提高系統(tǒng)性能和可靠性。
大多數(shù)電氣工程師認為他們對電源有很好的了解,因為它們是相對簡單的單功能直流設(shè)備,旨在輸出受控電壓。但是,電源的功能遠不止此描述所暗示的。盡管電源的規(guī)格對大多數(shù)應(yīng)用都充分描述了其性能,但指定其性能(或任何儀器的性能)的每個可能方面在金錢和時間方面都太昂貴了。
在之前的文章,我們已經(jīng)了解了 ADC 的電源抑制比 (PSRR) 和前級功率級的 PSRR 要求,以確保噪聲最小。在進一步分析電源之前,我們需要了解電源噪聲對 ADC 的影響。
開關(guān)電源幾乎用于所有電子設(shè)備中。它們由于尺寸小、成本低和效率高而具有極高的價值。但是,它們最大的缺點就是高開關(guān)瞬態(tài)導(dǎo)致高輸出噪聲。這個缺點使它們無法用于以線性穩(wěn)壓器供電為主的高性能模擬電路中。一些低噪聲應(yīng)用可能要求電源輸出紋波電壓低于輸出電壓的 0.1%。這些低紋波要求很容易轉(zhuǎn)化為明顯大于 60 dB 的濾波器衰減,而單級實際上無法滿足。
我最近的一個項目,用到了 DC/DC 轉(zhuǎn)換器,但是輸出有個高頻尖峰導(dǎo)致系統(tǒng)異常。我首先查看了該部件的原理圖位置,所有必要的噪聲過濾都已到位。高質(zhì)量的輸入旁路電容正好位于動力傳動系中,正確的主波形緩沖器就位,輸出具有所需的高頻旁路電容。
世界是一個嘈雜的地方——電源也不例外。為了追求更高的效率,電源轉(zhuǎn)換器以越來越快的速度切換會產(chǎn)生意想不到的問題,包括增加系統(tǒng)對瞬態(tài)和噪聲的敏感性。在選擇如何設(shè)計電源以及使用哪些組件來設(shè)計電源時,考慮到這種敏感性很重要。
世界是一個嘈雜的地方——電源也不例外。為了追求更高的效率,電源轉(zhuǎn)換器以越來越快的速度切換會產(chǎn)生意想不到的問題,包括增加系統(tǒng)對瞬變和噪聲的敏感性。在選擇如何設(shè)計電源以及使用哪些組件進行設(shè)計時,考慮這種敏感性非常重要。
從5G到工業(yè)應(yīng)用,隨著收集、傳送和存儲的數(shù)據(jù)越來越多,也在不斷擴大模擬信號處理器件的性能極限,有些甚至達到每秒千兆采樣。
在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達的今天,各種各樣的高科技出現(xiàn)在我們的生活中,為我們的生活帶來便利,那么你知道這些高科技可能會含有的低噪聲降壓轉(zhuǎn)換器嗎?
常見的電源噪聲有哪些,如何改善呢?開關(guān)電源由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,元器件眾多且電路PCB板線路密集,所以在設(shè)計時會由于各種原因?qū)е码娫闯霈F(xiàn)噪聲情況,我們最常見的產(chǎn)生噪聲的原因有以下4種:
在電源管理設(shè)計中,是否應(yīng)該重視電源噪聲問題,電源噪聲產(chǎn)生的原因是什么?
通常對于開關(guān)電源來說,結(jié)構(gòu)還是相對復(fù)雜的,元器件眾多且電路 PCB 板線路密集,所以在設(shè)計時會由于各種原因?qū)е码娫闯霈F(xiàn)噪聲情況。
來源:sig007,作者:于博士 ▍1、為什么要重視電源噪聲問題? 芯片內(nèi)部有成千上萬個晶體管,這些晶體管組成內(nèi)部的門電路、組合邏輯、寄存器、計數(shù)器、延遲線、狀態(tài)機、以及其他邏輯功能。隨著芯片的集成度越來越高,內(nèi)部晶體管數(shù) 越來越大。芯片的外部引腳數(shù)