LDO 基础知识:噪声 - 前馈电容器如何提高系统性能
“噪声问题!”——这是每位电路板设计师都会听到的四个字。为了解决噪声问题,往往要花费数小时的时间进行实验室测试,以便揪出元凶,但最终却发现,噪声是由开关电源的布局不当而引起的。解决此类问题可能需要设计新的布局,导致产品延期和开发成本增加。
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大家有没有发现,在比较在不同速度下工作的系统、或者查看软件定义系统如何处理不同带宽的信号时,噪声频谱密度(NSD)可以说比信噪比(SNR)更为有用。虽然它不能取代其他规格,但会是分析工具箱中的一个有用参数指标。
探索——我的目标频段内有多少噪声?
作者: Yuan Tan
第一部分:输出电压噪声
输出电压波形中除了开关频率分量的纹波以外,还存在高频噪声分量,如图1所示。高频噪声是如何形成的呢?主要是由电路中的寄生参数造成的。在实际电路中,PCB走线存在寄生电感和电阻,输入输出电容会引入寄生电感和电阻,两个不同电位的平面之间会形成寄生电容。以Buck电路为例,上下管切换的瞬间,输入回路中的寄生电感与开关管的输出电容谐振。因此,开关节点SW在上升和下降沿会产生高频振荡,且寄生参数越大,振荡的幅度也越大,甚至损坏开关管。该高频振荡会通过SW节点与输出VOUT之间的寄生电容耦合到输出电压,也就是输出电压中的高频噪声。
图1. Buck电路的寄生参数
第二部分:输出电压噪声的抑制
作者: Yuan Tan
医疗设备、测试测量仪器等很多应用对电源的纹波和噪声极其敏感。 理解输出电压纹波和噪声的产生机制以及测量技术是优化改进电路性能的基础。
第一部分:输出电压纹波
以Buck电路为例,由于寄生参数的影响,实际Buck电路的输出电压并非是稳定干净的直流电压,而是在直流电压上叠加了输出电压纹波和噪声,如图1所示。
图1. Buck 输出电压纹波和噪声
实际输出电压纹波由电感电流与输出阻抗决定,由三部分组成,如图2 所示。
1、电感电流纹波通过输出电容的寄生电阻ESR形成的压降
2、输出电容的充放电
3、寄生电感引起的电压突变
从航空航天和防务、天然气勘探到制药和医疗设备制造,这些行业越来越需要能够实现高于24位分辨率的超高精度测量。例如,制药行业使用高精度实验室天平,该天平在2.1g满量程范围内提供0.0001mg分辨率,所以需要使用分辨率高于24位的模数转换器(ADC)。校准和测试这些高精度系统对仪器仪表行业来说是一大挑战,要求提供分辨率达到25位以上,测量精度至少7.5数字位的测试设备。
1、什么是地弹
1.1、地弹的概念
地弹、振铃、串扰、信号反射······这几个在信号完整性分析总是分析的重点对象。
其实,感觉高深是因为“地弹”二字吧,却到处找不到“地弹的真正原理”。其实你认识地弹!地弹,就是地噪声!
1.2、为何叫地弹