2024年5月18日发(作者:商丹秋)
电路板噪声原理和噪声抑制
一:概述噪声
昨天猫猫思考了很久功放噪声的问题,所谓地线就是在信号线间并行存在的额外的一
根线,其特点就是与信号线的距离很近,这样就能收集到信号线脉冲时候所产生的电磁感
应电势,从而在地线电路中形成电势差,也就是地线噪声,收集的意义就是能避免相邻信
号线之间相互感应和干扰,提高各自信号线的信号纯度,提高功能模块的稳定性,而地线
收集到的噪声必须妥善处理才能消除对信号线的影响。
在模拟电路中的地线设计与数字电路中的地线设计,理论上要分开走,这样可以用不
同标准的耦合电容去除,数字电路中的地线是DGND,模拟电路中的地线是AGND,而打
磨三诺音箱中的功放部分,是典型的对模拟放大电路的打磨,因此功放中提到的地线就是
AGND。
AGND 就是 analog ground
DGND 就是 digital ground
所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间,而地线干扰是指通过公
用地线的方式产生的信号干扰。注意这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。
二:地线干扰的形式
有人把它归结成两类:地线环路干扰、
公共阻抗干扰,我认为应该还要加上地线环路的电磁偶合干扰
A1、A2是级联的两个放大电路。由于PCB设计的客观原因,各个电路单元在不同的
板面位置,它们之间的连线必然有一定的长度,这就形成了导线(铜铂)电阻。导线的直
流电阻虽然很小,大多数情况都可以忽略,但是对于交流信号来说,其感抗成分就不可以
忽略不记,尤其是频率比较高的时候更是如此。地线同样是导线,因此同样存在阻抗,因
此上图中的地线J、K、L、M、N,就不可以简单的看成是等电位连线了,应该把它们各自
看成一个电抗元件。有了这个基本概念,就很容易理解三种地线干扰了。
2.1、地环路干扰
如图所示,由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。当电
流较大时,这个电压可以很大。例如附近有大功率用电器启动时,会在地线在中流过很强
的电流。比如上图中的“B单元电路”的地线电流,流经地线K、L、(M、J、N),到达接
地零点。由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造
成影响。具体的说就是“B单元电路”的地线电流,在J、N、L、M形成的“地线环路”
中,对放大器A1和A2造成了影响。由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,
因此成为地环路干扰。(本文是E道理原创技术文章,转载请标明出处。)
2024年5月18日发(作者:商丹秋)
电路板噪声原理和噪声抑制
一:概述噪声
昨天猫猫思考了很久功放噪声的问题,所谓地线就是在信号线间并行存在的额外的一
根线,其特点就是与信号线的距离很近,这样就能收集到信号线脉冲时候所产生的电磁感
应电势,从而在地线电路中形成电势差,也就是地线噪声,收集的意义就是能避免相邻信
号线之间相互感应和干扰,提高各自信号线的信号纯度,提高功能模块的稳定性,而地线
收集到的噪声必须妥善处理才能消除对信号线的影响。
在模拟电路中的地线设计与数字电路中的地线设计,理论上要分开走,这样可以用不
同标准的耦合电容去除,数字电路中的地线是DGND,模拟电路中的地线是AGND,而打
磨三诺音箱中的功放部分,是典型的对模拟放大电路的打磨,因此功放中提到的地线就是
AGND。
AGND 就是 analog ground
DGND 就是 digital ground
所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间,而地线干扰是指通过公
用地线的方式产生的信号干扰。注意这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。
二:地线干扰的形式
有人把它归结成两类:地线环路干扰、
公共阻抗干扰,我认为应该还要加上地线环路的电磁偶合干扰
A1、A2是级联的两个放大电路。由于PCB设计的客观原因,各个电路单元在不同的
板面位置,它们之间的连线必然有一定的长度,这就形成了导线(铜铂)电阻。导线的直
流电阻虽然很小,大多数情况都可以忽略,但是对于交流信号来说,其感抗成分就不可以
忽略不记,尤其是频率比较高的时候更是如此。地线同样是导线,因此同样存在阻抗,因
此上图中的地线J、K、L、M、N,就不可以简单的看成是等电位连线了,应该把它们各自
看成一个电抗元件。有了这个基本概念,就很容易理解三种地线干扰了。
2.1、地环路干扰
如图所示,由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。当电
流较大时,这个电压可以很大。例如附近有大功率用电器启动时,会在地线在中流过很强
的电流。比如上图中的“B单元电路”的地线电流,流经地线K、L、(M、J、N),到达接
地零点。由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造
成影响。具体的说就是“B单元电路”的地线电流,在J、N、L、M形成的“地线环路”
中,对放大器A1和A2造成了影响。由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,
因此成为地环路干扰。(本文是E道理原创技术文章,转载请标明出处。)