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PCB板噪声原理和抑制

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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。)

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