电源噪声产生的原因介绍

电源的噪声通常有一下三个方面：

第一，稳压电源芯片本身的输出并不是恒定的，会有一定的波纹。这是由稳压芯片自身 决定的，一旦选好了稳压电源芯片，对这部分噪声我们只能接受，无法控制。

第二，稳压电源无法实时响应负载对于电流需求的快速变化。稳压电源芯片通过感知其 输出电压的变化，调整其输出电流，从而把输出电压调整到额定输出值。多数常用的稳压源 调整电压的时间在 ms~us 级。因此，对于负载电流变化频率在直流到几百 KHz 之间时，稳 压源可以很好的做出调整，保持输出电压的稳定。当负载瞬态电流变化频率超出这一范围时， 稳压源的电压输出会出现跌落，从而产生电源噪声。现在，微处理器的内核及外设的时钟频 率已超过了 600 MHz，内部晶体管电平转换时间下降到 800 ps 以下。这要求电源分配系 统必须在直流到 1GHz 范围内都能快速响应负载电流的变化， 但现有稳压电源芯片不可能 满足这一苛刻要求。我们只能用其他方法补偿稳压源这一不足。

第三，负载瞬态电流在电源路径阻抗和地路径阻抗上产生的压降。PCB 板上任何电气 路径不可避免的会存在阻抗，不论是完整的电源平面还是电源引线。对于多层板，通常提供 一个完整的电源平面和地平面，稳压电源输出首先接入电源平面，供电电流流电源平面， 到达负载电源引脚。地路径和电源路径类似，只不过电流路径变成了地平面。完整平面的阻 抗很低，但确实存在。如果不使用平面而使用引线，那么路径上的阻抗会更高。另外，引脚 及焊盘本身也会有寄生电感存在，瞬态电流流此路径必然产生压降，因此负载芯片电源引 脚处的电压会随着瞬态电流的变化而波动，这就是阻抗产生的电源噪声。在电源路径表现为 负载芯片电源引脚处的电压轨道塌陷， 在地路径表现为负载芯片地引脚处的电位和参考地 电位不同 (注意，这和地弹不同，地弹是指芯片内部参考地电位相对于板级参考地电位的 跳变)

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