電源噪聲

單板系統噪聲大略有以下幾種︰

‧ 紋波與開關電源高頻干擾噪聲

‧ 數字電路高速匯流排瞬態變換噪聲

‧ 過沖、振鈴及串擾

‧ 器件輻射發射噪聲

‧ 電源地反彈

‧ 大功率類比電路如功放、大電流繼電器等

我們目前常見的高速電路板設計中，開關電源所產生的噪聲是比較嚴重的，例如一些常用的DC/DC甚至有高達400mV的干擾噪聲。所有的這些噪聲都可以反映到電源噪聲上來，而電源上的噪聲很容易干擾到信號上去，從而影響系統工作的可靠性。

開關電源由於其工作特性使其具有較高的效率，同時紋波較大也帶來高頻干擾，所以在要求比較高的場合使用開關電源會給輸出加LC濾波。線性電源紋波小，干擾小，但它本身也會消耗相當的功率，特別是輸入輸出電壓差比較大時，一般線性電源只需要電容濾波就可以了。

電源分發網路作為信號回路

電源系統的一個作用是為所有產生或接收信號提供低阻抗回路，考慮這方面的設計可以消除很多高速噪聲的問題。

信號回路的特性

信號開關時能量的產生是高速電路中產生噪聲的根源。任一信號的開關，都產生一個交流電流，而電流需要一個回路，左圖顯示了信號電流的回路。

這裡VCC與GND對交流來說是等效的，都可以作為信號回路。

信號線與信號回路構成了一個電流環路，這個電流環路可以看作一個線圈，具有一定的電感量。這可能惡化信號的振鈴、串擾、輻射。環路的電感量和它所引起的問題，會隨著環路包圍的面積的增大而增大。所以，最小環路面積將最小化由於電流環路而引起的振鈴、串擾、輻射等問題。

高速信號的回流將選擇阻抗最小的回流路徑，主要是電感最小的路徑。對於有完整的電源參考平面的信號來說，阻抗最小的路徑就是沿其信號線在參考平面層的投影回路。如果在回路中有分割的情況，那么必然會引起較大的電流環路面積，導致較大的干擾。

 

 

低噪聲電源系統的設計

低噪聲電源系統設計的常用方法主要有屏蔽、平面分割、濾波和去耦、加接地過孔提升平面系統諧振頻率、電源地平面靠近、信號回路完整性等。由於篇幅較長，以後我們會有篇章詳細介紹電源的處理。