如何抑制高频PCB板中的电源噪声干扰
印刷电路板的抗干扰设计
印刷电路板的抗干扰设计印刷电路板(PCB)的抗干扰设计是指在PCB的设计和布局过程中,采取一系列措施来减少外界干扰对PCB正常工作的影响。
干扰可能来自于电磁辐射、电源噪声、信号耦合等多个方面,如何有效地抵抗这些干扰因素,保证PCB电路的稳定运行,是PCB设计过程中非常重要的一环。
对于电源噪声的干扰,可以采取以下措施:1. 合理布局电源和地线:将电源线和地线远离模拟和数字信号线,以最大限度地降低电源噪声对其他信号的影响。
2. 添加电源滤波器:在电源输入端添加适当的滤波器,能够有效地滤除电源中的高频噪声。
对于电磁辐射干扰的抵抗,可以采取以下措施:1. 合理布局信号线:将模拟和数字信号线分开布局,避免它们交叉或靠近高频部件,减少信号线之间的相互耦合影响。
2. 使用屏蔽设备:对于易受电磁辐射干扰的高频电路,可在其周围加入金属屏蔽罩,有效地阻挡外界电磁辐射。
信号耦合也是影响PCB抗干扰性能的重要因素,针对信号耦合问题,可采取以下措施:1. 电源和地线分离:将模拟和数字信号地分离开来,有效减少信号之间的耦合。
2. 加入适当的隔离层:对于高频干扰敏感的信号线,可以采用层层隔离的方法,利用不同层次的层间垂直耦合,减少信号之间的横向耦合。
还需要注意一些细节来进一步提高PCB的抗干扰能力:1. 合理选择元器件:选择抗干扰性能好的元器件,并严格控制元器件的引脚长度和布局。
2. 良好的接地设计:良好的接地设计有助于减小信号回路上的回流电流,并减少信号之间的相互干扰。
3. 严格控制走线:要避免走线太长、走线太密,同时要合理使用过孔进行信号层之间的连接。
印刷电路板的抗干扰设计是一个综合性的工作,需要结合具体的电路设计和使用环境来进行综合考虑。
通过合理的布局设计、选择适当的抗干扰措施,可以有效地提升PCB的抗干扰能力,保证电路的稳定工作。
高频PCB设计过程中的电源噪声的分析及对策
高频PCB设计过程中的电源噪声的分析及对策摘要:系统地分析了现今高频PCB板中的电源噪声干扰的各种表现形式及其成因,通过公式推导,结合工程经验,提出了若干相应的对策,最后归纳了对电源噪声的抑制应遵循的总的原则。
关键词:电源;噪声;干扰;PCB在高频PCB板中,较重要的一类干扰便是电源噪声。
笔者通过对高频PCB板上出现的电源噪声特性和产生原因进行系统分析,并结合工程应用,提出了一些非常有效而又简便的解决办法。
电源噪声的分析电源噪声是指由电源自身产生或受扰感应的噪声。
其干扰表现在以下几个方面:1)电源本身所固有的阻抗所导致的分布噪声。
高频电路中,电源噪声对高频信号影响较大。
因此,首先需要有低噪声的电源。
干净的地和干净的电源是同样重要的。
电源特性如图1所示。
从图1可以看出,理想情况下的电源是没有阻抗的,因此其不存在噪声。
但是,实际情况下的电源是具有一定阻抗的,并且阻抗是分布在整个电源上的,因此,噪声也会叠加在电源上。
所以应该尽可能减小电源的阻抗,最好有专门的电源层和接地层。
在高频电路设计中,电源以层的形式设计一般比以总线的形式设计要好,这样回路总可以沿着阻抗最小的路径走。
此外,电源板还得为PCB上所有产生和接受的信号提供一个信号回路,这样可以最小化信号回路,从而减小噪声。
2)共模场干扰。
指的是电源与接地之间的噪声,它是因为某个电源由被干扰电路形成的环路和公共参考面上引起的共模电压而造成的干扰,其值要视电场和磁场的相对的强弱来定。
如图2。
在该通道上,Ic的下降会在串联的电流回路中引起共模电压,影响接收部分。
如果磁场占主要地位,在串联地回路中产生的共模电压的值是:式(1)中的ΔB为磁感应强度的变化量,Wb/m2;S为面积,m2。
如果是电磁场,已知它的电场值时,其感应电压为式(2)一般适用于L=150/F以下,F为电磁波频率MHz。
笔者的经验是:如果超过这个限制的话,最大感应电压的计算可简化为:3)差模场干扰。
高频电路中电源噪声分析及其干扰消除对策
高频电路中电源噪声分析及其干扰消除对策一、电源噪声的分析电源噪声是指由电源自身产生或受扰感应的噪声。
其干扰表现在以下几个方面:1)电源本身所固有的阻抗所导致的分布噪声。
高频电路中,电源噪声对高频信号影响较大。
因此,首先需要有低噪声的电源。
干净的地和干净的电源是同样重要的。
电源特性如图1所示。
从图1可以看出,理想情况下的电源是没有阻抗的,因此其不存在噪声。
但是,实际情况下的电源是具有一定阻抗的,并且阻抗是分布在整个电源上的,因此,噪声也会叠加在电源上。
所以应该尽可能减小电源的阻抗,最好有专门的电源层和接地层。
在高频电路设计中,电源以层的形式设计一般比以总线的形式设计要好,这样回路总可以沿着阻抗最小的路径走。
此外,电源板还得为PCB上所有产生和接受的信号提供一个信号回路,这样可以最小化信号回路,从而减小噪声。
2)共模场干扰。
指的是电源与接地之间的噪声,它是因为某个电源由被干扰电路形成的环路和公共参考面上引起的共模电压而造成的干扰,其值要视电场和磁场的相对的强弱来定。
如图2。
在该通道上,Ic的下降会在串联的电流回路中引起共模电压,影响接收部分。
如果磁场占主要地位,在串联地回路中产生的共模电压的值是:式(1)中的ΔB为磁感应强度的变化量,Wb/m2;S为面积,m2。
如果是电磁场,已知它的电场值时,其感应电压为式(2)一般适用于L=150/F以下,F为电磁波频率MHz。
如果超过这个限制的话,最大感应电压的计算可简化为:3)差模场干扰。
指电源与输入输出电源线间的干扰。
在实际PCB设计中,笔者发现其在电源噪声中所占的比重很小,因此这里可以不作讨论。
4)线间干扰。
指电源线间的干扰。
在两个不同的并联电路之间存在着互电容C和互感M1-2时,如果干扰源电路中有电压VC和电流IC,则被干扰电路中将出现:a. 通过容性阻抗耦合的电压为式(4)中RV是被干扰电路近端电阻和远端电阻的并联值。
b.通过感性耦合的串联电阻如果干扰源中有共模噪声,则线间干扰一般表现为共模和差模两种形式。
如何解决高频PCB板上出现的电源噪声干扰
如何解决高频PCB板上出现的电源噪声干扰电源本身所固有的阻抗所导致的分布噪声。
高频电路中,电源噪声对高频信号影响较大。
因此,首先需要有低噪声的电源。
干净的地和干净的电源是同样重要的;共模场干扰。
指的是电源与接地之间的噪声,它是因为某个电源由被干扰电路形成的环路和公共参考面上引起的共模电压而造成的干扰,其值要视电场和磁场的相对的强弱来定。
在高频PCB板中,较重要的一类干扰便是电源噪声。
通过对高频PCB板上出现的电源噪声特性和产生原因进行系统分析,并结合工程应用,提出了一些非常有效而又简便的解决办法。
电源噪声的分析电源噪声是指由电源自身产生或受扰感应的噪声。
其干扰表现在以下几个方面:1)电源本身所固有的阻抗所导致的分布噪声。
高频电路中,电源噪声对高频信号影响较大。
因此,首先需要有低噪声的电源。
干净的地和干净的电源是同样重要的。
理想情况下的电源是没有阻抗的,因此其不存在噪声。
但是,实际情况下的电源是具有一定阻抗的,并且阻抗是分布在整个电源上的,因此,噪声也会叠加在电源上。
所以应该尽可能减小电源的阻抗,最好有专门的电源层和接地层。
在高频电路设计中,电源以层的形式设计一般比以总线的形式设计要好,这样回路总可以沿着阻抗最小的路径走。
此外,电源板还得为PCB上所有产生和接受的信号提供一个信号回路,这样可以最小化信号回路,从而减小噪声。
2)电源线耦合。
是指交流或直流电源线受到电磁干扰后,电源线又将这些干扰传输到其他设备的现象。
这是电源噪声间接地对高频电路的干扰。
需要说明的是:电源的噪声并不一定是其本身产生的,也可能是外界干扰感应的噪声,再将此噪声与本身产生的噪声叠加起来(辐射或传导)去干扰其他的电路或者器件。
3)共模场干扰。
指的是电源与接地之间的噪声,它是因为某个电源由被干扰电路形成的环路和公共参考面上引起的共模电压而造成的干扰,其值要视电场和磁场的相对的强弱来。
电器使用中的防止电路中的噪声干扰的屏蔽方法
电器使用中的防止电路中的噪声干扰的屏蔽方法电路中的噪声干扰是一种常见的问题,它会干扰到电子设备的正常工作,降低系统的性能和可靠性。
因此,为了确保电子设备的稳定和可靠工作,我们需要采取相应的屏蔽方法来减少噪声干扰的影响。
首先,我们需要了解噪声的种类和来源。
噪声可以分为外部噪声和内部噪声。
外部噪声主要来自于电源线、天线、无线电发射设备等,而内部噪声则源自于电子设备本身的运行。
了解噪声的来源,有助于我们采取相应的屏蔽措施。
在屏蔽噪声方面,我们可以采用以下几种方法:1. 电磁屏蔽材料:电磁屏蔽材料是一种具有良好电磁波吸收和反射性能的特殊材料。
通过在电路周围使用电磁屏蔽材料,可以抑制外部噪声的传播和内部噪声的辐射,从而有效降低噪声干扰。
常见的电磁屏蔽材料有金属屏蔽罩、铁氟龙屏蔽带、电磁波吸收材料等。
2. 地线屏蔽:电路中的地线可以用来屏蔽噪声。
通过将地线与噪声源进行电连接,可以消除或减轻噪声对电路的干扰。
同时,在布线时要注意地线的走向和长度,避免形成地线信号回路,从而减少噪声的传播。
3. 滤波器:滤波器是一种能够从电路中滤除特定频率成分的电子器件。
通过在电路中添加低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等,可以滤除噪声中的干扰成分,保持电路的稳定和可靠运行。
4. 电源滤波:电源线是噪声传播的主要途径之一。
因此,在电源线上添加滤波器可以有效地减少噪声对电路的干扰。
常见的电源滤波器包括电源隔离变压器、磁环滤波器、电源滤波电容器等。
5. 端口屏蔽:在电子设备中,信号输入输出端口是噪声干扰的重要来源。
为了减少噪声对端口的干扰,可以采取端口屏蔽的方法。
通过在端口周围添加屏蔽罩、屏蔽环、屏蔽带等,可以有效地隔离噪声信号。
除了以上屏蔽方法,还需注意合理布局电路板,避免信号线和电源线之间的干扰。
此外,在电子设备的设计中引入抑制噪声的措施,如增加阻尼电阻、使用低噪声元器件等,也是减少噪声干扰的有效手段。
综上所述,电器使用中防止电路中的噪声干扰的屏蔽方法可以通过选择电磁屏蔽材料、地线屏蔽、滤波器、电源滤波、端口屏蔽等手段来实现。
PCB布线中的抗干扰策略
PCB布线中的抗干扰策略在PCB布线过程中,抗干扰策略是确保电子设备正常运行的关键。
干扰可以来自各种源,如电磁辐射、电源波动、信号串扰等,它们对电路的稳定性和性能产生严重影响。
为了减少干扰,以下是几种常见的抗干扰策略。
首先,正确的布线规划是实施抗干扰策略的基础。
布线规划需要充分考虑信号和电源线的分布,尽量减少信号线和电源线的交叉与平行。
此外,应将高频信号线与低频信号线相分离,并确保信号线与地线之间的间距合适。
第二,良好的地线设计非常重要。
地线是PCB布线中最重要的组成部分,它提供了一个良好的参考平面,减少了电磁干扰的影响。
地线需要足够宽,并保持连续性以减少阻抗。
此外,地线应尽可能靠近信号线,形成一对互补的传输线,以减小信号回路面积,降低串扰的可能性。
第三,适当的屏蔽技术也可以有效地抵御干扰。
屏蔽技术通常在高频信号线上使用,通过在信号线周围添加屏蔽层来阻挡外部干扰的进入。
屏蔽层可以是金属箔、银浆、导电性涂料等材料的一层或多层。
屏蔽层应与地线连接以形成一个闭合的回路,确保外界干扰信号被引导到地。
第四,电源管理是抗干扰策略的一个重要方面。
电源的稳定性对于整个电子系统的正常运行至关重要。
为了减少电源波动引起的干扰,可以采取以下措施:合理的电源布置、降低电源噪声的滤波和去耦电容、选择稳定性好的电源模块等。
此外,还有一些其他的抗干扰策略值得一提,如适当的阻抗匹配、减小回路面积、选择低噪声元件等。
在实际布线过程中,还需要充分利用仿真软件进行模拟验证,以确保布线方案的可行性和有效性。
总结来说,PCB布线中的抗干扰策略是确保电子设备正常运行的关键。
通过正确布线规划、良好的地线设计、屏蔽技术的使用、电源管理和其他一系列策略的综合应用,可以有效地减少电子设备受到的干扰,提高电路的稳定性和性能。
在实际应用中,还需要根据不同的应用场景和需求进行定制化的抗干扰策略设计。
抑制PCB干扰,怎么在源头上把EMI减到最小
抑制PCB干扰,怎么在源头上把EMI减到最小抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。
这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。
减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。
减小干扰源对高速电路有着十分重要的作用,下面我们来看下怎么在源头上把EMI减到最小。
一、切断干扰传播按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。
所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。
高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。
电源噪声的危害最大,要特别注意处理。
所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。
一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。
二、屏蔽干扰(1)一般来说,在PCB设计中我们通常采用大电流开关线,高频线两侧,要布满地线,用来屏蔽电磁干扰的发射。
也用来屏蔽外界杂波对数据线的干扰(2)利用屏蔽体隔离可以对元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。
当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率的金属材料中产生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。
当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。
在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。
(3)导电漆.EMI导电漆喷涂技术具有高导电性、高电磁屏蔽效率、喷涂操作简单(同表面喷漆操作一样只须要在塑胶外壳内喷上薄薄一层导电漆)等特点,广泛应用于通讯制品(移动电话)、电脑(笔记本)、便携式电子产品、消费电子、网络硬件(服务器等)、医。
高频电路中电源噪声分析及其干扰消除对策
高频电路中电源噪声分析及其干扰消除对策一、电源噪声的分析电源噪声是指由电源自身产生或受扰感应的噪声。
其干扰表现在以下几个方面1)电源本身所固有的阻抗所导致的分布噪声。
高频电路中,电源噪声对高频信号影响较大。
因此,首先需要有低噪声的电源。
干净的地和干净的电源是同样重要从图1可以看出,理想情况下的电源是没有阻抗的,因此其不存在噪声。
但是,实际情况下的电源是具有一定阻抗的,并且阻抗是分布在整个电源上的,因此,噪声也会叠加在电源上。
所以应该尽可能减小电源的阻抗,最好有专门的电源 层和接地层。
在高频电路设计中,电源以层的形式设计一般比以总线的形式设计要 好,这样回路总可以沿着阻抗最小的路径走。
此外,电源板还得为 PCB 上所有产生 和接受的信号提供一个信号回路,这样可以最小化信号回路,从而减小噪声。
2)共模场干扰。
指的是电源与接地之间的噪声,它是因为某个电源由被干扰电 路形成的环路和公共参考面上引起的共模电压而造成的干扰,其值要视电场和磁场 的相对的强弱来定。
如图2。
1«Aw在该通道上,Ic的下降会在串联的电流回路中引起共模电压,影响接收部分。
如果磁场占主要地位,在串联地回路中产生的共模电压的值是式⑴ 中的4B为磁感应强度的变化量,Wb/m2;S为面积,m2如果是电磁场,已知它的电场值时,其感应电压为式⑵一般适用于L=150/F以下,F为电磁波频率MHz如果超过这个限制的话,最大感应电压的计算可简化为r<j< * 2 x x £(JJ3)差模场干扰。
指电源与输入输出电源线间的干扰。
在实际PCB设计中,笔者发现其在电源噪声中所占的比重很小,因此这里可以不作讨论。
4)线间干扰。
指电源线间的干扰。
在两个不同的并联电路之间存在着互电容C 和互感M1-2时,如果干扰源电路中有电压VC和电流IC,则被干扰电路中将出现:a.通过容性阻抗耦合的电压为广■宾■島花・2陀、丰珂*式⑷ 中RV是被干扰电路近端电阻和远端电阻的并联值。
高速PCB板设计中的串扰问题和抑制方法
高速PCB板设计中的串扰问题和抑制方法引言在当今飞速发展的电子设计领域,高速化和小型化已经成为设计的必然趋势。
与此同时,信号频率的提高、电路板的尺寸变小、布线密度加大、板层数增多而导致的层间厚度减小等因素,则会引起各种信号完整性问题。
因此,在进行高速板级设计的时候就必须考虑到信号完整性问题,掌握信号完整性理论,进而指导和验证高速PCB的设计。
在所有的信号完整性问题中,串扰现象是非常普遍的。
串扰可能出现在芯片内部,也可能出现在电路板、连接器、芯片封装以及线缆上。
本文将剖析在高速PCB板设计中信号串扰的产生原因,以及抑制和改善的方法。
串扰的产生串扰是指信号在传输通道上传输时,因电磁耦合而对相邻传输线产生的影响。
过大的串扰可能引起电路的误触发,导致系统无法正常工作。
如图1所示,变化的信号(如阶跃信号)沿传输线由A到B传播,传输线C到D 上会产生耦合信号。
当变化的信号恢复到稳定的直流电平时,耦合信号也就不存在了。
因此串扰仅发生在信号跳变的过程当中,并且信号变化得越快,产生的串扰也就越大。
串扰可以分为容性耦合串扰(由于干扰源的电压变化,在被干扰对象上引起感应电流从而导致电磁干扰)和感性耦合串扰(由于干扰源的电流变化,在被干扰对象上引起感应电压从而导致电磁干扰)。
其中,由耦合电容产生的串扰信号在受害网络上可以分成前向串扰和反向串扰Sc,这两个信号极性相同;由耦合电感产生的串扰信号也分成前向串扰和反向串扰Sl,这两个信号极性相反。
互容和互感都与串扰有关,但需要区别考虑。
当返回路径是很宽的均匀平面时,如电路板上的大多数耦合传输线,容性耦合电流和感性耦合电流量大致相同。
这时要精确地预测二者的串扰量。
如果并行信号的介质是固定的,即带状线的情况,那么,耦合电感和电容引起的前向串扰大致相等,相互抵消,因此只要考虑反向串扰即可。
如果并行信号的介质不是固定的,即微带线的情况,耦合电感引起的前向串扰随着并行长度的增大要大于耦合电容引起的前向串扰,因此内层并行信号的串扰要比表层并行信号的串扰小。
PCB的抗干扰设计的六大原则
PCB的抗干扰设计的六大原则PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)的抗干扰设计是为了保证电子设备的正常运行和稳定性。
下面列举了六大原则,以帮助设计人员在PCB设计阶段做好抗干扰设计。
1.分离与隔离在PCB设计时,应把不同模块的信号线、电源线、地线等进行分离和隔离。
这样可以避免不同信号之间的相互干扰,减小噪声的影响。
(1)在布局时,尽量将高频信号线、低频信号线以及电源线、地线分开布置,互相之间保持一定的距离。
(2)使用屏蔽层来隔离不同信号层。
例如,在多层板设计中,可以使用地层或者电源层来隔离高频信号层和低频信号层。
2.网络规划与分割将PCB的信号链路根据功能进行规划和分割,以减小互相之间的干扰。
(1)信号链路应短而直,尽量避免过多弯曲。
(2)将不同功能的元件和接口分布在不同的区域,避免相互干扰。
3.地线设计地线在抗干扰设计中起着重要的作用。
合理设计地线可以提高电磁兼容性和抗干扰能力。
(1)单点接地:将所有的地线汇集到一个单点接地,减小回流电流路径上的干扰。
应尽量减少地线的分支,避免形成环路。
(2)使用平面地线:将不同地线通过足够宽度的平面连接起来,形成地面。
平面地线可以提供低阻抗的路径,减小与信号线之间的干扰。
4.屏蔽设计对于高频信号或者敏感信号,应使用屏蔽来保护,减小外部干扰对信号的影响。
(1)屏蔽罩:在电路板上设置金属屏蔽罩,将敏感区域隔离起来,减小外部电磁场的干扰。
(2)差分信号线设计:对于高速信号,使用差分传输可以减小共模干扰。
(3)地层和电源层:在多层板设计中使用地层和电源层来进行屏蔽和干扰隔离。
5.滤波器的设计使用滤波器可以减小电路中的高频干扰,保持信号的纯净性。
常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
(1)电容滤波器:通过在信号线和地线之间串联电容来滤除高频噪声。
(2)电感滤波器:通过在信号线和地线之间串联电感来滤除低频噪声。
6.寄生电容和寄生电感的控制在PCB设计中,需要注意控制寄生电容和寄生电感对信号的影响。
如何规避实验中的电路噪声与干扰
如何规避实验中的电路噪声与干扰在进行实验时,电路噪声与干扰是我们常常面临的问题。
这些噪声和干扰的存在会影响我们实验的结果,降低实验的准确性和可靠性。
因此,为了保证实验结果的准确性,我们有必要规避电路噪声与干扰。
下面,我将介绍一些方法来规避实验中的电路噪声与干扰。
1. 清洁电路环境在进行实验之前,我们应该确保电路环境的清洁。
清除电路周围的杂乱物品,将电路放置在干净的工作台上。
避免电路与其他设备或杂散电磁场的直接接触,以减少干扰。
2. 使用屏蔽材料在设计电路时,可以使用屏蔽材料来减少外部干扰对电路的影响。
屏蔽材料可以有效地阻挡电磁波传播,减少干扰。
例如,在设计放大器电路时,可以采用金属壳体来包裹电路板,起到屏蔽的效果。
3. 优化电路布局电路布局的合理优化可以减少电路噪声和干扰。
合理地安排各个元件的位置,减少信号线的长度和交叉。
将输入和输出信号线分开布置,避免相互干扰。
此外,注意地线和信号线的分离,以减少接地环路带来的干扰。
4. 选择低噪声元件在电路设计中,选择低噪声的元件是减少电路噪声与干扰的重要手段。
例如,在放大器电路中,选用低噪声的运放和电阻,可以降低噪声的引入。
此外,合理选择元件的工作点,减小元件本身的非线性失真,也可以减少干扰。
5. 使用滤波器如果电路噪声和干扰主要来自输入信号中的高频成分,可以在电路中加入滤波器来将高频噪声滤除。
滤波器可以选择合适的截止频率,通过滤波器的作用,将高频噪声滤掉。
6. 地线处理在电路设计中,地线处理是非常重要的一环。
良好的接地能够减少电路噪声和干扰。
要注意避免接地回路带来的干扰,尽量将地线与信号线分开。
7. 使用屏蔽电缆在信号传输过程中,可以使用屏蔽电缆来减少传输过程中的噪声和干扰。
屏蔽电缆内部带有金属屏蔽层,可以有效地阻挡外部电磁波对信号的干扰。
总结起来,规避实验中的电路噪声与干扰是我们进行实验的重要环节。
通过保持电路环境的清洁,使用屏蔽材料,优化电路布局,选择低噪声元件,使用滤波器,合理处理地线以及使用屏蔽电缆等方法,我们可以有效地减少电路中的噪声和干扰,提高实验结果的准确性和可靠性。
开关电源工作时,如何抑制纹波和减小高频噪声
文章来源电子发烧友网开关电源的纹波和噪声是一个本质问题,换而言之无论纹波和噪声多么小,也无法从根本上去除,再绝对的讲开关电源无论成本怎么提高,也无法完全达到线性电源的性能和特点。
那么,通常抑制或减少它的做法有五种:1、加大电感和输出电容滤波根据开关电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。
所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。
同样,输出纹波与输出电容的关系:vripple=Imax/(Co×f)。
可以看出,加大输出电容值可以减小纹波。
通常的做法,对于输出电容,使用铝电解电容以达到大容量的目的。
但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好,而且ESR 也比较大,所以会在它旁边并联一个陶瓷电容,来弥补铝电解电容的不足。
同时,开关电源工作时,输入端的电压Vin 不变,但是电流是随开关变化的。
这时输入电源不会很好地提供电流,通常在靠近电流输入端(以BucK 型为例,是SWITcH 附近),并联电容来提供电流。
上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。
因为体积限制,电感不会做的很大;输出电容增加到一定程度,对减小纹波就没有明显的效果了;增加开关频率,又会增加开关损失。
所以在要求比较严格时,这种方法并不是很好。
关于开关电源的原理等,可以参考各类开关电源设计手册。
2、二级滤波,就是再加一级LC 滤波器LC 滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显,根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路,一般能够很好的减小纹波。
采样点选在LC 滤波器之前(Pa),输出电压会降低。
因为任何电感都有一个直流电阻,当有电流输出时,在电感上会有压降产生,导致电源的输出电压降低。
而且这个压降是随输出电流变化的。
采样点选在LC 滤波器之后(Pb),这样输出电压就是我们所希望得到的电压。
但是这样在电源系统内部引入了一个电感和一个电容,有可能会导致系统不稳定。
关于系统稳定,很多资料有介绍,这里不详细写了。
PCB常用抗干扰措施
PCB常用抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中承载电子元器件的重要组成部分。
在电子设备中,由于各种原因,如电磁干扰、射频干扰以及其他外部因素的影响,容易导致PCB上的信号质量下降,甚至引起设备的故障。
因此,在PCB设计中采取适当的抗干扰措施是非常重要的。
下面将介绍一些常用的PCB抗干扰措施。
1.布局设计:-尽量将高频、高速信号层与低频、低速信号层分开。
这样可以避免高频信号对低频信号的干扰。
-合理安排电源、地线和信号线的走向,避免信号线与电源线、地线的交叉。
-采用星状接地布局,将各个部分的地线通过一个中央地连接起来,减少回路面积。
-注意防止较大功率器件附近的信号线受到干扰。
2.信号层设计:-使用不同信号层进行分区,将高速信号、低速信号、模拟信号和电源线分别布局在不同的层上,以减少互相之间的干扰。
-控制信号线走线的长度和走向,缩短信号线的长度以减少传输延迟和干扰。
3.电源与地线设计:-采用低电阻、宽线宽的电源和地线,以降低电阻和电压下降,提高电源和地线的传导能力。
-在电源和地线上使用分布式电容、电感和滤波器,以进行滤波和抑制高频噪声。
4.屏蔽设计:-使用屏蔽罩和金属盖板来封闭敏感的电路,减少外部电磁干扰的影响。
-在PCB表面涂布屏蔽漆,以提高整个板的屏蔽效果。
-在高频、高速信号线旁边布置地线屏蔽。
5.减弱干扰设计:-对敏感信号线进行差分传输设计,通过差分信号线的抗干扰能力,减少外界噪声的影响。
-在输入输出端口使用串联电阻和滤波器,抑制输入或输出线上的高频噪声。
6.接地设计:-使用恰当的接地技术,避免地网产生回路共振和地回路的干扰。
-在PCB上布置大面积的地面铺铜,减少电磁辐射和抗干扰能力。
7.使用抗干扰元件:-在信号线上使用滤波器、电容器等元件,以滤除高频噪声。
-在输入输出端口使用保护器件,防止电压过高或过低导致的干扰。
总之,通过合理的布局设计、信号层设计、电源与地线设计、屏蔽设计、减弱干扰设计、接地设计和使用抗干扰元件等措施,可以有效提高PCB的抗干扰能力,保证电子设备的正常运行。
电子电路中的电源噪声如何消除
电子电路中的电源噪声如何消除在电子电路中,电源噪声是一种常见的问题。
它可以干扰电路的正常运行,降低系统性能,导致信号失真或产生不稳定的输出。
因此,消除电源噪声对于确保电路的正常工作至关重要。
本文将介绍一些有效的方法来应对电子电路中的电源噪声。
1. 电源滤波器电源滤波器是最常见的消除电源噪声的方法之一。
它可以通过去除高频噪声来净化电源供电。
一般情况下,电源滤波器由电容器和电感器组成。
电容器可以将高频噪声短路到地,而电感器则可以阻止高频噪声通过电源线进入电路。
2. 电源隔离电源隔离是另一种有效消除噪声的方法。
它通过隔离电源和电路之间的物理接触,阻止噪声从电源传播到电路。
常见的电源隔离方法包括使用变压器或光耦隔离器。
变压器可以将电路与电源隔离,并且还可以提供稳定的电源输出。
光耦隔离器则利用光传输信号,避免了电气信号的传导。
3. 去耦电容器去耦电容器是常见的降低电源噪声的元件。
它们被连接在电源和地之间,可以通过将高频噪声短路到地来消除噪声。
去耦电容器通常是高频陶瓷电容器,具有良好的高频响应和低电阻特性。
4. 稳压电路稳压电路可以在电子电路中提供稳定的电源供应。
稳定的电源可以减少电源噪声对电路的影响。
常见的稳压电路包括线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器通过调整电源电压来提供稳定的输出电压。
开关稳压器通过开关操作来将电源电压转换为稳定的输出。
5. 地线布局良好的地线布局对于降低电源噪声非常重要。
地线应该被设计成低阻抗路径,以便将噪声回流到地。
同时,避免产生地线回流环,以免形成可能引入更多噪声的回路。
6. 屏蔽和隔离对于特别敏感的电子电路,屏蔽和隔离也是有效降低电源噪声的方法。
屏蔽可以通过将电路封装在金属外壳中来防止外部噪声的干扰。
隔离则通过将电路分离成多个独立的单元来避免电源噪声的传播。
总结起来,消除电子电路中的电源噪声需要综合考虑多个因素。
电源滤波器、电源隔离、去耦电容器、稳压电路、地线布局以及屏蔽和隔离都是常用的方法。
高频PCB干扰问题和解决方法
在实际的研究中,我们归纳起来,主要有四方面的干扰存在,主要有电源噪声、传输线干扰、耦合、电磁干扰(EMI)四个方面。
通过分析高频PCB的各种干扰问题,结合工作中实践,提出了有效的解决方案。
一、电源噪声高频电路中,电源所带有的噪声对高频信号影响尤为明显。
因此,首先要求电源是低噪声的。
在这里,干净的地和干净的电源同样重要,为什么呢?电源特性如图1所示。
很明显,电源是具有一定阻抗的,并且阻抗是分布在整个电源上的,因此,噪声也会叠加在电源上。
那么我们就应该尽可能地减小电源的阻抗,所以最好要有专有的电源层和接地层。
在高频电路设计中,电源以层的形式设计,在大多数情况下都比以总线的形式设计要好得多,这样回路总可以沿着阻抗最小的路径走。
此外电源板还得为PCB上所有产生和接受的信号提供一个信号回路,这样可以最小化信号回路,从而减小噪声,这点常常为低频电路设计人员所忽视。
PCB设计中消除电源噪声的方法有如下几种。
1、注意板上通孔:通孔使得电源层上需要刻蚀开口以留出空间给通孔通过。
而如果电源层开口过大,势必影响信号回路,信号被迫绕开,回路面积增大,噪声加大。
同时如果一些信号线都集中在开口附近,共用这一段回路,公共阻抗将引发串扰。
2、连接线需要足够多的地线:每一信号需要有自己的专有的信号回路,而且信号和回路的环路面积尽可能小,也就是说信号与回路要并行。
3、模拟与数字电源的电源要分开:高频器件一般对数字噪音非常敏感,所以两者要分开,在电源的入口处接在一起,若信号要跨越模拟和数字两部分的话,可以在信号跨越处放置一条回路以减小环路面积。
4、避免分开的电源在不同层间重叠:否则电路噪声很容易通过寄生电容耦合过去。
5、隔离敏感元件:如PLL。
6、放置电源线:为减小信号回路,通过放置电源线在信号线边上来实现减小噪声。
二、传输线在PCB中只可能出现两种传输线:带状线和微波线,传输线最大的问题就是反射,反射会引发出很多问题,例如负载信号将是原信号与回波信号的叠加,增加信号分析的难度;反射会引起回波损耗(回损),其对信号产生的影响与加性噪声干扰产生的影响同样严重:1、信号反射回信号源会增加系统噪声,使接收机更加难以将噪声和信号区分开来;2、任何反射信号基本上都会使信号质量降低,都会使输入信号形状上发生变化。
避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧
避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧:
避免PCB设计中出现EMC和EMI的9个技巧:
1.合理的分区:根据电路的功能,将PCB划分为不同的区域,如模拟区域、数字区域、
电源区域等。
在不同的区域之间设置适当的隔离,以减少信号之间的干扰。
2.合适的布局:在PCB布局时,应将高电流、高电压、高速数字信号等区域进行适当
的分离,避免相互干扰。
同时,要考虑到电源和地的分配,保证电源和地网络的连续性。
3.良好的接地设计:接地是解决EMC和EMI问题的关键。
设计合理的接地网络,可以
有效地抑制干扰信号,提高电路的稳定性。
4.使用适当的屏蔽技术:对于关键的电路部分,可以采用屏蔽措施,如电磁屏蔽罩、
导电衬垫等,以减少外界对电路的干扰。
5.合理的布线:在布线时,应避免使用过长的信号线、90度折线、突然的线宽变化等
不良布线方式。
合理的布线可以降低信号的传输阻抗,减少信号之间的干扰。
6.使用适当的滤波技术:在电路中加入适当的滤波器,可以有效地滤除高频噪声信号,
提高电路的抗干扰能力。
7.合理的元件布局:在元件布局时,应将元件按照功能进行分组,并保持合适的间距。
这样可以减少信号之间的耦合和干扰。
8.使用合适的去耦电容:在电路中加入适当的去耦电容,可以减小电源和地之间的噪
声,提高电路的稳定性。
9.进行充分的仿真和测试:在完成PCB设计后,应进行充分的仿真和测试,以确保设
计的可行性和可靠性。
同时,也可以通过测试来优化设计,提高电路的性能。
PCB设计:降低噪声与电磁干扰的24个窍门
PCB 设计:降低噪声与电磁干扰的24 个窍门
电子设备的灵敏度越来越高,这要求设备的抗干扰能力也越来越强,因此PCB 设计也变得更加困难,如何提高PCB 的抗干扰能力成为众多工程师们关注的重点问题之一。
本文将介绍PCB 设计中降低噪声与电磁干扰的一些小窍门。
下面是经过多年设计总结出来的,在PCB 设计中降低噪声与电磁干扰的24 个窍门:
(1)能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在关键地方。
(2)可用串一个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。
(3)尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。
(4)使用满足系统要求的最低频率时钟。
PCB板抗干扰设计技巧
PCB板抗干扰设计技巧在PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)的设计中,抗干扰是非常重要的一项技术。
干扰是指外界电磁场的影响,可能导致电路的工作不稳定或者出现不正常的现象。
为了提高PCB板的抗干扰能力,设计人员需要采取一系列的技巧和措施。
以下是PCB板抗干扰设计的一些技巧:1.地线的设计:地线的设计是非常重要的,它能够提供一个回流路径,将干扰电流引导到地上,避免对其他电路的干扰。
在PCB板的设计过程中,应该将地线设置宽一些,并且减少地线的走线弯曲,以减小电流的回流电阻。
2.电源线和信号线的布置:在PCB板的布局过程中,电源线和信号线的布置也是非常重要的。
应该避免电源线和信号线交叉布置,以减小干扰的可能性。
同时,在布置过程中也应该尽量将高频信号线和低频信号线分开布置,避免高频信号对低频信号的干扰。
3.模拟和数字信号的分离:PCB板上通常存在模拟信号和数字信号。
由于它们的工作方式和频率差异较大,应该将它们分离开来布局。
在布局时,应该避免模拟和数字信号线靠得太近,以减小干扰的可能性。
4.良好的地与电源分离:为了减小干扰,应该将地和电源之间分离开来。
地和电源的分离可以通过独立设计地层和电源层来实现。
5.适当的屏蔽:对于一些对干扰非常敏感的电路,可以考虑使用屏蔽来减小干扰。
屏蔽可以是金属屏蔽罩、屏蔽盖或者使用屏蔽材料包裹。
6.适当的过滤:在PCB板的设计中,可以使用适当的过滤电路来减小干扰。
过滤电路可以通过在电源和信号线之间添加滤波器来实现。
滤波器可以起到消除高频噪声和干扰的作用。
7.接地的选择:选择适当的地点进行接地是非常重要的。
过长的接地线会增加电阻,造成导致干扰的电流无法顺利地流回。
因此,应该选择距离电路最近的地点进行接地。
8.PCB板的敷铜:适当的敷铜可以起到抗干扰的作用。
通过在PCB板上增加一层敷铜,可以减小电路板的串扰和对外界电磁场的敏感性。
总之,PCB板的抗干扰设计是非常重要的一项技术。
抑制PCB对直流电源噪声干扰的滤波器设计
抑制PCB对直流电源噪声干扰的滤波器设计
采用电路测量的方法设计一款通用滤波器,用来抑制数字电路板给直流供电电源带来的噪声干扰。
介绍了双探针测量技术,使用双探针法测量出直流供电电源和印制电路板在实际加电工作中的阻抗,用测量出的阻抗信息,选择出合理的滤波器拓扑结构,并通过计算确定元器件值,而并不需要反复做实验和付出额外的代价。
通过实际进行的测试,验证了这种滤波器的有效性和可行性。
0 引言
为抑制电磁干扰(EMI),通常在印制电路板(PCB)的输入电源端放置EMI滤波器。
在实际应用中,一个电子产品中的几块PCB板常共用一个直流供电电源,这样造成一块PCB上的噪声干扰到另外一块PCB上的电路。
使用电源滤波器可以抑制共用一路电源的PCB板间的耦合噪声。
1 方案设计
设计PCB上的电源EMI滤波器时,要幺按照芯片资料的推荐电路来。
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如何抑制高频PCB板中的电源噪声干扰
系统地分析了现今高频PCB板中的电源噪声干扰的各种表现形式及其成因,通过公式推导,结合工程经验,提出了若干相应的对策,最后归纳了对电源噪声的抑制应遵循的总的原则。
在高频PCB板中,较重要的一类干扰便是电源噪声。
笔者通过对高频PCB板上出现的电源噪声特性和产生原因进行系统分析,并结合工程应用,提出了一些非常有效而又简便的解决办法。
电源噪声的分析
电源噪声是指由电源自身产生或受扰感应的噪声。
其干扰表现在以下几个方面:
1)电源本身所固有的阻抗所导致的分布噪声。
高频电路中,电源噪声对高频信号影响较大。
因此,首先需要有低噪声的电源。
干净的地和干净的电源是同样重要的。
理想情况下的电源是没有阻抗的,因此其不存在噪声。
但是,实际情况下的电源是具有一定阻抗的,并且阻抗是分布在整个电源上的,因此,噪声也会叠加在电源上。
所以应该尽可能减小电源的阻抗,最好有专门的电源层和接地层。
在高频电路设计中,电源以层的形式设计一般比以总线的形式设计要好,这样回路总可以沿着阻抗最小的路径走。
此外,电源板还得为PCB上所有产生和接受的信号提供一个信号回路,这样可以最小化信号回路,从而减小噪声。
2)共模场干扰。
指的是电源与接地之间的噪声,它是因为某个电源由被干扰电路形成的环路和公共参考面上引起的共模电压而造成的干扰,其值要视电场和磁场的相对的强弱来定。
在该通道上,Ic的下降会在串联的电流回路中引起共模电压,影响接收部分。
如果磁场占主要地位,在串联地回路中产生的共模电压的值是:
式(1)中的ΔB为磁感应强度的变化量,Wb/m2;S为面积,m2。
如果是电磁场,已知它的电场值时,其感应电压为
式(2)一般适用于L=150/F以下,F为电磁波频率MHz。