摘要：本文系統地分析了高頻PCB板中電源噪聲干擾的各種形式和成因，并通過公式推導，結合工程經驗，提出了相應的對策，最后總結了抑制中應遵循的一般原則。電源噪聲。在高頻PCB板中，更重要的干擾是電源噪聲。

 

在系統分析高頻PCB板電源噪聲特性和成因的基礎上，結合工程應用，提出了一些非常有效，簡便的解決方案。

 

電源噪聲分析電源噪聲是指電源本身產生的噪聲或受干擾干擾的噪聲。干擾表現在以下幾個方面：1）由電源本身固有的阻抗引起的分布式噪聲。在高頻電路中，電源噪聲對高頻信號有很大影響。因此，首先需要低噪聲電源。

 

清潔的地面和清潔的電力同樣重要。理想情況下，電源沒有阻抗，因此沒有噪音。然而，在實踐中，電源具有一定的阻抗，并且阻抗分布在整個電源中，因此，噪聲也將疊加在電源上。因此，應該最小化電源的阻抗，優選地使用特殊的電源層和接地層。在高頻電路設計中，層設計形式的電源通常優于總線設計的形式，因此電路總是沿著最小阻抗的路徑行進。

 

此外，電源板還為PCB上所有生成和接受的信號提供信號回路，從而最大限度地減少信號環路，從而降低噪聲。 2）共模場干擾。

 

指電源和接地之間的噪聲，這是因為電源由干擾電路形成的環路和公共參考面引起的共模電壓干擾，其值取決于相對強度要設置的電場和磁場。在該通道上，Ic的減小將導致串聯電流環路中的共模電壓，從而影響接收部分。

 

如果磁場占據主位置，則串聯環路中產生的共模電壓值為：

 

式（1）中的ΔB是磁感應強度的變化，Wb / m2; s是面積和m2。

 

在電磁場的情況下，當其電場值已知時，其感應電壓為

 

公式（2）通常適用于低于L = 150 / F，F用于電磁頻率MHz。

 

作者的經驗是，如果超過此限制，最大感應電壓的計算可以減少到：3）差模場干擾。指電源與輸入輸出電源線之間的干擾。

 

在實際的PCB設計中，筆者發現其在電源噪聲中的比例非常小，因此這里不再討論。 4）線間干擾。指電源線之間的干擾。

 

當兩個不同的并聯電路之間存在互電容C和互感M1-2時，如果干擾源電路中存在電壓VC和電流IC，則會出現干擾電路：

 

A.電容阻抗耦合的電壓是

 

類型（4）RV是干擾電路的近端電阻和遠端電阻的平行值。B.通過感應耦合的串聯電阻器

 

如果干擾源中存在共模噪聲，則線間干擾通常表示兩種形式的共模和差模。 5）電源線耦合。指交流或直流電源線受到電磁干擾后，電源線將這些干擾傳遞給其他設備的現象。這是電源噪聲間接干擾高頻電路。

 

應該說明的是，電源的噪聲不一定是自身產生的，它也可能是外部干擾傳感的噪聲，然后噪聲與自身產生的噪聲（輻射或傳導）疊加，干擾其他電路或設備。

 

消除電源噪聲干擾的對策針對上述電源噪聲干擾的不同表現形式和原因，可以有針對性地破壞其發生的條件，有效抑制電源噪聲的干擾。

 

解決方法是：1）注意板上的通孔。通孔使得必須蝕刻電源層上的開口以允許空間穿過通孔。

 

如果電源層開口太大，則必然會影響信號環路，信號被迫旁路，環路面積增加，噪聲增加，如果某些信號線集中在開口附近，則共享此部分電路中，公共阻抗會觸發串擾。 2）電纜需要足夠的地線。

 

每個信號都需要有自己專有的信號環路，環路的信號和環路區域盡可能小，這意味著信號與環路平行。 3）放置電源噪聲濾波器。它可以有效地抑制電源內部的噪聲，提高系統的抗干擾性和安全性。

 

它是一個雙向射頻濾波器，不僅可以濾除電源線引入的噪聲干擾（防止來自其他設備的干擾），還可濾除自身產生的噪聲（避免干擾其他設備），串行模式共模干擾具有抑制作用。 4）電源隔離變壓器。

 

電源回路或信號電纜的共模接地回路是分開的，可以有效隔離高頻產生的共模回路電流。 5）電源調節器。

 

重新獲得更清潔的電源可以大大降低電源噪聲的大小。 6）接線。

 

電源的輸入和輸出線應避免在電介質板的邊緣上布，否則容易產生輻射并干擾其他電路或器件。 7）模擬和數字電源分開。高頻設備通常對數字噪聲非常敏感，因此兩者應分開并連接在電源入口處。

 

如果信號跨越模擬和數字部分，可以在信號上放置一個環路以減小環路面積。 8）避免在不同層之間重疊的單獨電源。

 

盡量錯開它，否則電源噪聲很容易通過過去的寄生電容耦合。 9）隔離敏感組件。

 

某些組件（如鎖相環（PLL））對電源噪聲非常敏感，應盡可能遠離電源.10）放置電源線。

 

為了減少信號環路，可以通過將電源線放在信號線的邊緣來降低噪聲，如圖5所示.11）為了防止電路板上的電源噪聲干擾和外部干擾由累積噪聲引起的電源，可以在干擾路徑（輻射除外）甚至旁路電容接地，使噪聲可以繞過，以避免與其他設備和設備的干擾。