如何降低电源噪声？

电源噪声是设计师和其他参与电子产品生产的人经常遇到的问题，必须提前考虑并制定计划来降低噪声。以下是实现这一目标的一些可行方法。

应用筛选器

一种具有多种相关可能性的选项是使用滤波技术来管理电源噪声。例如，您可以使用输出电容器来最大限度地降低噪声，因为它们会对电源电路的输出阻抗产生反应。但是，电容器具有等效串联电阻 (ESR) 和等效串联电感 (ESL)。选择具有较低 ESR 和 ESL 的电容器将降低噪声。

然而，请注意，ESR 的急剧降低(可以通过用陶瓷电容器替换电解电容器来实现)可能会导致电源不稳定，因为 ESR 可能会提供与反馈相关的错误信号。

另外，铁氧体磁珠在过滤高频输出噪声方面效果特别好。它们会耗散高频噪声能量，而且在很宽的频率范围内都是如此。然而，铁氧体磁珠在所需的频率范围内会变成电阻，过多的噪声会以热量的形式消散。

电磁干扰和射频干扰滤波器也有助于噪声管理，因为它们可以防止这些类型的电噪声进入系统并破坏其功能。这些滤波器还可以阻止设备通过电源线发出电噪声。第二个方面很重要，因为政府监管机构规定了设备可以产生和通过交流电线发送的噪声量。北美和欧洲的限制也不同。

钳位滤波器(即所谓的铁氧体钳位)是另一种常用的干预方法，尤其是在计算机或办公设备等产品中。这些滤波器有一个圆柱形铁氧体磁芯，嵌入塑料中，纵向分成两部分。钳位滤波器的主要优点是您可以在现有的电子设备设置中使用它，而无需切断电缆。这些滤波器还可以保护设备免受静电影响。

明确设备的预期工作温度

极端温度会损坏电子产品并导致电源噪音增加。但是，通过结合设计考虑和客户教育，公司代表可以提高用户对产品性能满意的可能性。

例如，通风电源可以使系统保持合适的温度，但如果人们在多尘或潮湿的环境中使用这些产品，它就不是一个合适的选择。此外，如果电源有变热的风险，并对操作员造成烫伤风险，设计师必须考虑最有效的方法来保持电源凉爽。

相反，寒冷天气会增加输出电压纹波，增加系统噪声。低温也可能对电源的输出调节能力产生负面影响。电子产品在寒冷的温度下通常比在炎热的温度下性能更好，但任何极端温度都会损害设备的性能。

建议客户不要在寒冷天气下操作产品，以免增加系统噪音，这是一种简单的降低噪音的方法。此外，还要提供详细的规格表，以便人们在拥有或使用产品时可以轻松参考。

注意 PCB 的设计

印刷电路板对于许多带电源的设备来说是必不可少的，而且它们在不断改进。最新的创新之一是使用 3D 打印机制作PCB。然而，即使人们在探索新的生产方法，一些减轻电源噪声的最佳实践仍然保持不变。

首先，PCB 信号走线的尺寸应尽可能短且细。宽度为 4 至 8 毫米、厚度小于 8 毫米的走线通常是理想的。将 PCB 走线保持在建议的限度内应能最大限度地减少电容耦合，从而减少噪音，尤其是高频下的声音。

在规划走线布局时，请确保相邻走线之间的距离始终大于其宽度。这样做可以降低串扰的可能性。如果 PCB 上有两个相邻的信号层，请检查其中一个层是否有水平布线，另一个层是否有垂直布线，这是减少串扰的另一种方法。将电源线和所有其他 PCB 输入通过滤波器也可以减轻噪音。

处理与敏感信号相关的 PCB 走线时，无论走线和振荡电路是否位于同一 PCB 层上，都应将其远离振荡电路。

将 PCB 设计为具有独立区域是另一种影响信号完整性的噪声管理技术。将模拟信号和数字信号分开是一种最佳做法。数字信号会产生高频噪声，这会导致两种电路出现错误。同样，在 PCB 上将高频信号与低频信号分开。

寻求监管后选择

在电源输出端加入第二个低噪声调节器是降低噪声的另一个考虑因素。此选项会增加总体设计成本，但这是一种常用方法。

人们通常使用低压差线性稳压器来降低电源噪声。这样做至少可以使输出纹波减少一个数量级或更多。使用 LC 或 RC 滤波器可以进一步提高降噪效果。

但是，如果在设计中选择使用 RC 或 LC 滤波器，请花时间选择最合适的滤波器。RC 滤波器要求电源有通风，有效消散电阻产生的热量。此外，虽然 RC 滤波器相对便宜，但它们仅适用于小负载电流，最适合管理低功率信号。

相反，LC 滤波器适用于负载较大的电流，并能减轻高功率信号。这些滤波器不需要补充通风，因为电感器不产生热量。

对电源噪声有现实的看法

这些策略将帮助您控制电源中的噪声。但是，最后要记住的是，您无法消除噪声，因此定义产品可接受的噪声水平总是有用的。

确定这一点后，选择上述一种或多种策略并应用它们来获得所需结果将变得更加容易。如果您正在设计之前产品的更新版本，那么采纳客户反馈可以突出设计缺陷，从而降低电源噪音，同时带来其他好处。