那些年调试电路的痛苦,电路上的噪声都是怎么来的?

任何一个电路中都会存在噪声,当噪声大到一定强度的时候,我们本身的信号就会被淹没。在模拟领域,对有源电路会提出噪声系数的需求,而在数字领域,信噪比则是一个很重要的参考指标。那么电路中的噪声都来自哪里呢?既然无法消除,那怎么去降低噪声呢?

1:电源带来的噪声

针对电源带来的噪声,如果有条件的情况下,尽量是使用线性电源;如果条件不允许,也要尽量在板子上经过LDO后给芯片供电,芯片电源就近摆放滤波电容用于滤除电源中的高频分量。同时电源走线要尽可能粗,特别是走大电流的情况下,以块的形式走线。并且尽可能减小电流回流路径,比如就近接地等。

2:地上的噪声

我们实际电路中的地其实并不是理想的地,上面的噪声是比较多的。有时候在一块PCB板上,数字信号、模拟信号、电源信号同时存在而这些信号可能共用一个地,这时候导致地上的回流信号比较杂,对于一些对接地比较敏感的芯片而言,这种情况下很容易会被影响。

要解决地上的噪声,可以通过改变电路的接地方式,比如对于低频信号采用并联接地的形式,而对于高频信号则可以采用多点接地的形式。同时,数字地、模拟地、电源地可以进行分开铺铜,再通过电感或者磁珠进行连接,保证各类信号都能自成回路,很多AD芯片上的管脚都会区分模拟地和数字地,也是基于降低噪声的考虑。

3:温度噪声

对于这种情况,需要我们在板子上做散热处理,可以在板子上安装散热翅片,也可以通过加上导热衬垫将热量导到均热板上,甚至外部加风冷或者水冷的形式降温。

4:外部噪声

还有很多噪声是从外部引入的,诸如电磁干扰等,这个时候需要我们对PCB做屏蔽处理,位PCB设计金属壳体能有效避免外界电磁干扰,但同时也有可能会形成谐振,因此有时候还会在内部做好几个分腔。

5:由于布板不当带来的噪声

由于经验不足,导致设计PCB板时会引入不必要的噪声。比如采用过长的平行耦合线,比如不善于用差分线走信号,比如链路设计不当,导致电路自激等。这些由于布线不当带来的噪声则需要设计师不断地加强自己的素质,合适的芯片选型,合理的链路设计,老练的布局水平,才是降低噪声的关键。

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