霸王的大陆 武将不录用:开关电源尖峰噪声

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　　形成电源尖峰噪声

　　其中以导线电感引起的干扰为主。在实际设计中，应尽量避免该电感对电路的影响：在各集成电路的电源和地线间分别接入旁路电容，以缩短开关电流的流通途径；将电源线和地线设计成如图1(b)所示的格子形状，而不用图1(a)所示的梳子形状，这是因为格子状能显著缩短线路环路，降低线路阻抗，减少干扰。

　　当印制电路板上装有多个集成电路，且部分元件功耗较大，地线出现较大电位差，形成公共阻抗干扰时，宜将地线设计成如如图1(d)所示的封闭环路，这种环路无电位差，比图1(c)所示的方式有更高的噪声容限；应尽量缩短引线，将各集成电路的GND以最短距离连到电路板入口地线，降低印制导线产生的尖峰脉冲；让地线、电源线走向与数据传输方向一致，以提高电路板的噪声容限。

　　使用大量高速逻辑电路时常采用多层印制电路板，降低接地电位差，减少电源线阻抗和信号线间串扰。当没有多层板而不得不使用双面板时，必须尽量加宽地线线条，通常地线应加粗到可通过三倍于导线实际流过的电流量为宜；或采用小型母线方式，将公共电源线和地线尽量分别布于印制板两面边缘。当印制板插头有多个插头接触片时，应多备几个引线插头作地线使用，如图1(b)所示，并按总负载电流大小，在插头处接入1~10mF的钽电容器对电源母线去耦，并在去耦电容旁并联一个0.01~0.1mF的高频陶瓷电容器。

　　正确运用抗扰器件

　　进行印制板的电磁兼容性设计，应根据噪声的不同特点，正确选用抗扰器件：用二极管和压敏电阻等吸收浪涌电压，用隔离变压器等隔离电源噪声，用线路滤波器等滤除一定频段的干扰信号，用电阻器、电容器、电感器等元件的组合对干扰电压或电流进行旁路、吸收、隔离、滤除、去耦等处理。如果抗扰器件运用不当，那么不但不能有效减少干扰，甚至还会成为新的干扰源。

　　对电容器的选用和安装来说，钽电解电容器在低频段应用效果好，应装在电源入口处；陶瓷电容器在高频段应用效果好，应装在各集成电路的附近。安装电容器时，要尽量缩短引线，但不能为求引线短而忽视安装位置，应将其装在需要旁路的集成电路的Vcc和GND管脚近处，否则，电容器就毫无旁路意义。当板上信号导线阻抗不匹配时，会发生多次反射噪声，在线路终端和始端接入阻抗匹配电阻，可消除干扰。当印制导线较长时，线路电感会导致减幅振荡，串入阻尼电阻，可抑制振荡，增强抗干扰能力，改善波形。

　　合理布置器件

　　板上器件布局不当是引发干扰的重要因素，所以应全面考虑电路结构，合理布置印制板上的器件。首先应根据需要确定印制板的大小和形状，尺寸过大会使印制导线加长，阻抗增大，噪声容限降低；尺寸过小又不利于散热，邻近导线、器件易发生感应。

　　在印制板上布置元器件，原则上应将输入输出部分分别布置在板的两端；电路中相互关联的器件应尽量靠近，以缩短器件间连接导线的距离；工作频率接近或工作电平相差大的器件应相距远些，以免相互干扰。如常用的以单片机为核心的小型开发系统电路，在设绘印制板图时，宜将时钟发生器、振荡器等易产生噪声的器件相互靠近布置，让有关的逻辑电路部分尽量远离这类噪声器件。同时，考虑到电路板在机柜内的安装方式，最好将ROM、RAM、功率输出器件及电源等易发热器件布置在板的边缘或偏上方部位，以利于散热。

　　在印制电路板上布置逻辑电路，原则上应在输出端子附近放置高速电路，如光电隔离器等，在稍远处放置低速电路和存储器等，以便处理公共阻抗的耦合、辐射和串扰等问题。在输入输出端放置缓冲器，用于板间信号传送，可有效防止噪声干扰。

　　电路板上装有高压、大功率器件时，与低压、小功率器件应保持一定间距，尽量分开布线。在大功率、大电流元器件周围不宜布设热敏器件或运算放大器等，以免产生感应或温漂。

　　合理布置板间配线

　　板间配线会直接影响印制板的噪声敏感度，因此，在印制板联装后，应认真检查、调整，对板间配线作合理安排，彻底清除超过额定值的部位，解决设计中遗留的不妥之处。板间配线应注意以下几点：

　　(1)板间信号线越短越好，且不宜靠近电力线，或可采取两者相互垂直配线的方式，以减少静电感应、漏电流的影响，必要时应采取适宜的屏蔽措施；板间接地线需采用“一点接地”方式，切忌使用串联型接地，以避免出现电位差。地线电位差会降低设备抗扰度，是时常出现误动作的原因之一。

　　(2)远距离传送的输入输出信号应有良好的屏蔽保护，屏蔽线与地应遵循一端接地原则，且仅将易受干扰端屏蔽层接地。应保证柜体电位与传输电缆地电位一致。

　　(3)当用扁平电缆传输多种电平信号时，应用闲置导线将各种电平信号线分开，并将该闲置导线接地。扁平电缆力求贴近接地底板，若串扰严重，可采用双绞线结构的信号电缆。

　　(4)交流中线(交流地)与直流地严格分开，以免相互干扰，影响系统正常工作。

　　结语

　　一般而言，使用以上的基本抗干扰措施，可消除印制板90%左右的常见干扰。由于硬件的可靠性是设备的复杂性函数，要消除一些特殊的、小概率的干扰，就要采用特殊的、更复杂的硬件抗干扰电路。但过多地采用硬件抗干扰措施，会明显提高产品的常规成本，且硬件数量的增加，还会产生新的干扰，导致系统的可靠性下降。所以应根据设计条件和目标要求，合理采用一些硬件抗干扰措施，提高系统的抗干扰能力。

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我的经验是一般在开机前先用电吹风吹一下电源，很管用的。也可做做吸尘，最好的话是买个新的。