在工業(yè)控制、新能源發(fā)電、數(shù)據(jù)中心等復(fù)雜場景中,多電源系統(tǒng)憑借冗余供電能力和靈活的能源分配優(yōu)勢,成為保障關(guān)鍵設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的核心架構(gòu)。然而,多電源并行運(yùn)行時,電壓波動、電流沖擊及電磁耦合產(chǎn)生的系統(tǒng)噪聲,不僅會干擾監(jiān)控模塊對電壓、電流、功率等關(guān)鍵參數(shù)的精準(zhǔn)采集,還可能引發(fā)設(shè)備誤觸發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸錯誤,甚至導(dǎo)致核心部件損壞。因此,如何在多電源系統(tǒng)監(jiān)控場景下將噪聲降至最低,已成為提升系統(tǒng)可靠性的核心課題。
噪聲頻譜密度和信噪比是兩種測量聲音噪聲的常用技術(shù)。噪聲頻譜密度是一種以頻率為基礎(chǔ)的技術(shù),它可以幫助我們了解聲音的特性,以及噪聲的頻率分布。信噪比是一種以信號強(qiáng)度為基礎(chǔ)的技術(shù),它可以幫助我們了解聲音的強(qiáng)度,以及噪聲的信號強(qiáng)度。
在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,電源噪聲問題愈發(fā)凸顯,嚴(yán)重影響著設(shè)備的性能與穩(wěn)定性。從智能手機(jī)、筆記本電腦到工業(yè)控制設(shè)備、醫(yī)療儀器,各類電子設(shè)備都面臨著電源噪聲的挑戰(zhàn)。例如,在醫(yī)療成像設(shè)備中,電源噪聲可能導(dǎo)致圖像出現(xiàn)干擾條紋,影響診斷準(zhǔn)確性;在通信基站中,電源噪聲會干擾信號傳輸,降低通信質(zhì)量。因此,解決電源噪聲問題刻不容緩。
EMI 濾波器,這一看似簡單的電子元件,實(shí)則蘊(yùn)含著高科技的智慧。它如同電子世界的 “清道夫”,主要應(yīng)用于電源線和信號線上。其工作原理基于電感、電容等元件的巧妙組合,宛如一場精密的交響樂演奏。電感對高頻信號呈現(xiàn)出高阻抗,如同堅(jiān)固的路障,阻礙噪聲前行;電容則對高頻信號表現(xiàn)出低阻抗,將噪聲巧妙地 “短路” 到地或另一條線,從而實(shí)現(xiàn)對高頻噪聲的精準(zhǔn)捕捉與濾除。通過這種方式,EMI 濾波器為電子設(shè)備構(gòu)建起一道堅(jiān)不可摧的電磁屏障,確保設(shè)備內(nèi)部電路免受干擾,穩(wěn)定高效地運(yùn)行,同時防止設(shè)備成為電磁污染源,維護(hù)周圍電磁環(huán)境的和諧與平衡。
在當(dāng)今的電子設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域,電源的高效性與穩(wěn)定性始終是工程師們關(guān)注的核心要點(diǎn)。對于眾多對噪聲極為敏感的設(shè)備而言,找到一款既能提供高效動力支持,又能確保低噪聲穩(wěn)定運(yùn)行的電源,無疑是整個設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這一探索過程中,帶有次級 LC 濾波器的開關(guān)穩(wěn)壓器逐漸嶄露頭角,展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢與潛力。然而,如何進(jìn)一步挖掘其潛力,使其在電源供應(yīng)方面發(fā)揮出更為卓越的效能,成為了當(dāng)下亟待解決的重要課題。
開關(guān)電源(SMPS)憑借高效、小型化的優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。但開關(guān)電源在工作時,因高頻開關(guān)動作、元器件特性等因素,容易產(chǎn)生噪聲。這些噪聲不僅會影響自身性能,還可能干擾周邊電子設(shè)備,因此準(zhǔn)確測量開關(guān)電源中的噪聲至關(guān)重要。下面將詳細(xì)介紹測量開關(guān)電源噪聲的相關(guān)知識和具體方法。
在電子設(shè)備的電源供應(yīng)領(lǐng)域,如何實(shí)現(xiàn)高效且穩(wěn)定的供電一直是工程師們不懈追求的目標(biāo)。開關(guān)穩(wěn)壓器因其較高的效率在眾多應(yīng)用中得到廣泛使用,然而,其固有的噪聲問題卻常常成為限制其進(jìn)一步應(yīng)用的瓶頸。尤其是在為對噪聲極為敏感的設(shè)備,如 ADC、PLL 或 RF 收發(fā)器等供電時,開關(guān)穩(wěn)壓器的噪聲可能會顯著降低這些設(shè)備的性能。為了解決這一問題,在開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出端增加次級 LC 濾波器成為一種常見的做法,它能夠有效減少紋波和抑制噪聲。但是,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式中,二級 LC 輸出濾波器也帶來了新的挑戰(zhàn),如功率級傳輸函數(shù)建模為不穩(wěn)定的四階系統(tǒng),若考慮電流環(huán)路的采樣數(shù)據(jù)效應(yīng),完整的控制至輸出傳遞函數(shù)甚至?xí)優(yōu)槲咫A系統(tǒng),這使得系統(tǒng)穩(wěn)定性難以保證。那么,是否存在一種方法,能讓帶有次級 LC 濾波器的開關(guān)穩(wěn)壓器在保證高效的同時,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且低噪聲的電源供應(yīng)呢?答案是肯定的,有一種創(chuàng)新的混合反饋方法可以達(dá)成這一目標(biāo)。
在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,對于電源穩(wěn)定性和低噪聲的要求日益嚴(yán)苛。低壓差穩(wěn)壓器(LDO)作為一種關(guān)鍵的電源管理器件,廣泛應(yīng)用于為高速時鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、壓控振蕩器(VCO)和鎖相環(huán)(PLL)等對電源噪聲極為敏感的電路供電。噪聲問題對于高性能模擬電路的設(shè)計(jì)人員而言,是一個至關(guān)重要的挑戰(zhàn),因?yàn)榧词故俏⑿〉脑肼曇部赡芨蓴_這些精密電路的正常工作,導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。因此,降低 LDO 的輸出噪聲成為提升整個電子系統(tǒng)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
在弱信號模擬電路中,噪聲是影響電路性能的關(guān)鍵因素。電路噪聲可能導(dǎo)致信號失真、精度下降,甚至使電路無法正常工作。而供電方式的選擇對弱信號模擬電路的噪聲水平有著至關(guān)重要的影響。不同的供電方式會引入不同類型和程度的噪聲,因此,深入研究各種供電方式對電路噪聲的影響,對于優(yōu)化弱信號模擬電路設(shè)計(jì)、提高電路性能具有重要意義。
在現(xiàn)代電子設(shè)備的蓬勃發(fā)展進(jìn)程中,DCDC 開關(guān)電源憑借其效率高、體積小、成本低等顯著優(yōu)勢,在通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子以及工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域獲得了極為廣泛的應(yīng)用。然而,隨著電子設(shè)備朝著高頻化、集成化和小型化的方向不斷邁進(jìn),DCDC 開關(guān)電源所產(chǎn)生的噪聲問題也日益凸顯,逐漸成為制約其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。尤其是輸入前端噪聲,不僅會對電源本身的性能產(chǎn)生不良影響,還可能通過傳導(dǎo)或輻射的方式干擾周邊的電子設(shè)備,甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此,深入研究 DCDC 開關(guān)電源輸入前端噪聲的產(chǎn)生機(jī)理、傳播路徑以及有效的抑制方法,對于提高電源的可靠性和電磁兼容性具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
在電子設(shè)備的電源系統(tǒng)中,電源濾波電路扮演著極為關(guān)鍵的角色。它能夠有效去除電源中的各類噪聲和紋波,為電子設(shè)備提供穩(wěn)定、純凈的直流電源,保障設(shè)備的正常運(yùn)行。然而,對電源濾波電路進(jìn)行準(zhǔn)確分析并非易事,需要關(guān)注多個重要問題。
在現(xiàn)代電子設(shè)備中,噪聲問題已成為影響設(shè)備性能和可靠性的關(guān)鍵因素。無論是在通信系統(tǒng)、工業(yè)自動化設(shè)備,還是在日常使用的電子產(chǎn)品中,噪聲都可能導(dǎo)致信號失真、數(shù)據(jù)傳輸錯誤,甚至設(shè)備故障。共模濾波器作為一種有效的抗干擾元件,在降低噪聲方面發(fā)揮著重要作用。了解噪聲的產(chǎn)生機(jī)制以及共模濾波器的工作原理和應(yīng)用對策,對于提高電子設(shè)備的性能至關(guān)重要。
在電子設(shè)備的運(yùn)行過程中,噪聲問題常常困擾著工程師們。噪聲不僅會影響電子設(shè)備的性能,導(dǎo)致信號失真、誤動作等問題,還可能對周圍的電子設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。電感和鐵氧體磁珠作為兩種常用的電子元件,在降低噪聲方面發(fā)揮著重要作用。了解它們的工作原理和應(yīng)用對策,對于提高電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。
在電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域,濾波器的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù),它能夠有效地去除信號中的噪聲和不需要的頻率成分,確保電路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和信號的高質(zhì)量傳輸。而濾波器的設(shè)計(jì)涉及到多個關(guān)鍵元件的選型以及它們的連接順序,包括電感、電容、電阻等,這些因素相互關(guān)聯(lián),共同影響著濾波器的性能和特性。
電容是兩個彼此靠近又相互絕緣的導(dǎo)體。濾波電容是指安裝在整流電路兩端用以降低交流脈動波紋系數(shù)提升高效平滑直流輸出的一種儲能器件。
電源適配器的輸出紋波是指在輸出電壓中存在的一種周期性的振蕩變化。電源適配器的輸出紋波可以影響多個性能指標(biāo),包括功率質(zhì)量、效率、噪聲、
紋波噪聲是指在電力電子設(shè)備中由于開關(guān)器件的開關(guān)動作和電容、電感能量的周期性存放釋放導(dǎo)致交流電流和電壓的變化而產(chǎn)生的波動,也稱為交流噪聲。
紋波噪聲是指在電力電子設(shè)備中由于開關(guān)器件的開關(guān)動作和電容、電感能量的周期性存放釋放導(dǎo)致交流電流和電壓的變化而產(chǎn)生的波動,也稱為交流噪聲。
本文的目的是在高層次上討論在替換通用或精確電壓反饋業(yè)務(wù)放大器時的三個考慮因素。這三個考慮因素包括:輸入階段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、輸出階段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和流程技術(shù)。其中每一個都有潛在的意想不到的后果,可能會影響操作放大器的性能或功能,或同時影響給定設(shè)計(jì)中的功能。
PCB接地層在降低噪聲方面的實(shí)際應(yīng)用是電子設(shè)計(jì)和制造中的一個重要環(huán)節(jié)。以下是對其實(shí)際應(yīng)用的詳細(xì)介紹: