原標題：如何改善電源噪聲？

電源噪聲會對電子設備的性能和穩(wěn)定性產(chǎn)生負面影響，改善電源噪聲需要從電源設計、布局布線、濾波處理等多個方面入手，以下是詳細介紹：

電源設計優(yōu)化

• 選擇低噪聲電源芯片

• 原理：不同電源芯片的噪聲特性差異較大，低噪聲電源芯片在設計上采用了特殊的電路結(jié)構(gòu)和工藝，能有效降低自身產(chǎn)生的噪聲。

• 措施：在選型時，仔細查閱芯片的數(shù)據(jù)手冊，關注其輸出噪聲電壓、紋波系數(shù)等參數(shù)。例如，線性穩(wěn)壓器（LDO）通常具有較低的輸出噪聲，適用于對噪聲敏感的電路；而開關電源芯片雖然效率高，但噪聲相對較大，不過也有一些低噪聲的開關電源芯片可供選擇。

• 合理設計電源拓撲結(jié)構(gòu)

• 原理：不同的電源拓撲結(jié)構(gòu)對噪聲的影響不同。例如，降壓型（Buck）開關電源在開關管導通和關斷時會產(chǎn)生較大的電壓和電流變化，從而產(chǎn)生噪聲；而反激式開關電源的噪聲特性也有其獨特之處。

• 措施：根據(jù)具體的應用場景和噪聲要求，選擇合適的電源拓撲結(jié)構(gòu)。如果對噪聲要求極高，可以考慮采用線性電源與開關電源相結(jié)合的方式，先用開關電源進行初步穩(wěn)壓，再用線性電源進行二次穩(wěn)壓，以降低噪聲。

• 優(yōu)化反饋回路設計

• 原理：反饋回路用于調(diào)節(jié)電源的輸出電壓，使其保持穩(wěn)定。如果反饋回路設計不合理，可能會導致電源輸出電壓波動，從而產(chǎn)生噪聲。

• 措施：合理選擇反饋電阻、電容等元件的參數(shù)，確保反饋回路的帶寬和相位裕度合適。同時，可以采用一些補償技術，如滯后補償、超前補償?shù)?，來提高反饋回路的穩(wěn)定性，減少噪聲。

布局布線優(yōu)化

• 電源與地線的合理布局

• 原理：電源線和地線的布局不合理會導致電流回路面積增大，從而產(chǎn)生較大的電磁干擾（EMI）和噪聲。

• 措施：將電源線和地線盡量靠近布置，減小電流回路面積。對于多層電路板，可以采用專門的電源層和地層，通過過孔將電源和地連接到各個元件上，降低電源和地的阻抗。例如，在高速數(shù)字電路中，電源層和地層之間應保持足夠的間距，以避免電容耦合產(chǎn)生的噪聲。

• 元件布局的優(yōu)化

• 原理：元件的布局不合理可能會導致信號干擾和噪聲耦合。例如，將噪聲源（如開關電源芯片）與敏感元件（如模擬電路）靠近布置，會增加噪聲耦合的可能性。

• 措施：將噪聲源與敏感元件分開布置，盡量增大它們之間的距離。同時，可以采用屏蔽措施，如用金屬外殼將噪聲源屏蔽起來，減少噪聲的輻射。例如，在音頻電路中，將音頻放大器等敏感元件遠離電源開關、繼電器等噪聲源。

• 布線的優(yōu)化

• 原理：布線的長度、寬度和形狀會影響信號的傳輸特性和噪聲特性。例如，長而細的布線會增加電阻和電感，導致信號衰減和噪聲增加。

• 措施：盡量縮短布線長度，增大布線寬度，降低布線的電阻和電感。對于高頻信號線，應采用蛇形走線或微帶線等方式，以減小信號的反射和串擾。同時，避免布線之間的平行走線，特別是電源線和信號線之間的平行走線，以減少噪聲耦合。

濾波處理

• 輸入濾波

• 原理：在電源輸入端添加濾波器可以濾除來自電網(wǎng)的噪聲和干擾。電網(wǎng)中存在各種噪聲和干擾信號，如電磁干擾、諧波等，這些信號會通過電源線進入電子設備，影響設備的性能。

• 措施：在電源輸入端添加低通濾波器，如π型濾波器或T型濾波器，由電感、電容等元件組成。電感可以阻止高頻噪聲通過，電容可以旁路高頻噪聲到地。例如，在工業(yè)控制設備的電源輸入端，通常會添加一個π型濾波器，以濾除電網(wǎng)中的高頻噪聲。

• 輸出濾波

• 原理：在電源輸出端添加濾波器可以進一步降低電源的輸出噪聲和紋波。電源芯片在輸出電壓時，會存在一定的紋波和噪聲，這些紋波和噪聲會影響后續(xù)電路的性能。

• 措施：在電源輸出端添加電容濾波器，如電解電容、陶瓷電容等。電解電容可以濾除低頻紋波，陶瓷電容可以濾除高頻噪聲。同時，也可以采用LC濾波器或多級濾波器等方式，進一步提高濾波效果。例如，在為模擬電路供電時，通常會在電源輸出端添加一個由電解電容和陶瓷電容組成的濾波電路，以降低電源噪聲。

其他措施

• 屏蔽與接地

• 原理：屏蔽可以阻止外部電磁干擾進入電子設備，同時也可以防止設備內(nèi)部的噪聲輻射出去。接地則是將設備中的噪聲和干擾信號引入大地，降低噪聲的影響。

• 措施：對于一些對噪聲敏感的設備，可以采用金屬外殼進行屏蔽。同時，要確保設備的接地良好，將設備的金屬外殼、電源地等連接到大地。例如，在醫(yī)療設備中，通常會采用金屬外殼進行屏蔽，并將設備接地，以保證設備的安全性和穩(wěn)定性。

• 去耦電容的使用

• 原理：去耦電容可以為芯片提供瞬態(tài)電流，減少芯片對電源的干擾。當芯片在工作時，會產(chǎn)生瞬態(tài)電流變化，如果沒有去耦電容，這些瞬態(tài)電流會通過電源線傳播，導致電源噪聲增加。

• 措施：在每個芯片的電源引腳和地引腳之間添加去耦電容。去耦電容的容量應根據(jù)芯片的工作頻率和電流需求來選擇，一般采用多個不同容值的電容并聯(lián)的方式，以覆蓋不同的頻率范圍。例如，在數(shù)字電路中，通常會在每個芯片的電源引腳附近添加一個0.1μF的陶瓷電容和一個10μF的電解電容。