電源適配器防止噪聲的方法

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電源適配器防止噪聲的方法

電源適配器上存在的噪聲：如果是線性電源適配器，首先低頻的50Hz就是一個嚴(yán)重的干擾源。
由于初級進(jìn)來的交流電本身就不純凈，而且是波浪的正弦波，容易對旁邊的電路產(chǎn)生電磁干擾，也就是電磁噪聲。如果是開關(guān)電源適配器的話噪聲更嚴(yán)重，開關(guān)電源適配器工作在高頻狀態(tài)，并且在輸出部分存在很臟的諧波電壓，這些對整個的電路都能產(chǎn)生很大的噪聲。
防止方法：合理地接地、采用差分結(jié)構(gòu)傳輸模擬信號、在電路的電源適配器輸出端加去耦電容、采用電磁屏蔽技術(shù)、模擬數(shù)字地分開、信號線兩邊走底線、地線隔離等等。其實(shí)我說的這些在去除噪聲的方面只是冰山一角，就算是玩了30年電子的人也不會完全掌握所有的這類技術(shù)，因?yàn)槔斫庹莆者@類東西需要很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)和相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)，不過我告訴你的這些在大體上已經(jīng)足夠了。本底噪聲是由電路本身引起的，由于電源適配器的不純凈，電路的相位裕度和增益裕度不合適等等電路本身和器件的原因。這部分需要在電路設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。其他噪聲是由于電路布局布線不合理等等認(rèn)為因素，電磁兼容，導(dǎo)線間干擾等等。
模擬電路噪聲的消除更多地依賴于經(jīng)驗(yàn)而非科學(xué)依據(jù)。設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遇到的情況是電路的模擬硬件部分設(shè)計(jì)出來以后，卻發(fā)現(xiàn)電路中的噪聲太大，而不得不重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和布線。這種“試試看”的設(shè)計(jì)方法在幾經(jīng)周折之后最終也能獲得成功。不過，避免噪聲問題的更好方法是在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行決策時(shí)就遵循一些基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并運(yùn)用與噪聲相關(guān)的基本原理等知識。
低噪聲前置放大器電路的設(shè)計(jì)方法
前置放大器在音頻系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。本文首先講解了在為家庭音響系統(tǒng)或PDA設(shè)計(jì)前置放大器時(shí)，工程師應(yīng)如何恰當(dāng)選取元件。隨后，詳盡分析了噪聲的來源，為設(shè)計(jì)低噪聲前置放大器提供了指導(dǎo)方針。最后，以PDA麥克風(fēng)的前置放大器為例，列舉了設(shè)計(jì)步驟及相關(guān)注意事項(xiàng)。
前置放大器是指置于信源與放大器級之間的電路或電子設(shè)備，例如置于光盤播放機(jī)與高級音響系統(tǒng)功率放大器之間的音頻前置放大器。前置放大器是專為接收來自信源的微弱電壓信號而設(shè)計(jì)的，已接收的信號先以較小的增益放大，有時(shí)甚至在傳送到功率放大器級之前便先行加以調(diào)節(jié)或修正，如音頻前置放大器可先將信號加以均衡及進(jìn)行音調(diào)控制。無論為家庭音響系統(tǒng)還是PDA設(shè)計(jì)前置放大器，都要面對一個十分頭疼的問題，即究竟應(yīng)該采用哪些元件才恰當(dāng)？
元件選擇原則
由于運(yùn)算放大器集成電路體積小巧、性能卓越，因此目前許多前置放大器都采用這類運(yùn)算放大器芯片。我們?yōu)橐繇懴到y(tǒng)設(shè)計(jì)前置放大器電路時(shí)，必須清楚知道如何為運(yùn)算放大器選定適當(dāng)?shù)募夹g(shù)規(guī)格。在電源適配器設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常會面臨以下問題。

1、是否有必要采用高精度的運(yùn)算放大器？
輸入信號電平振幅可能會超過運(yùn)算放大器的錯誤容限，這并非運(yùn)算放大器所能接受。若輸入信號或共模電壓太微弱，設(shè)計(jì)師應(yīng)該采用補(bǔ)償電壓(Vos)極低而共模抑制比(CMRR)極高的高精度運(yùn)算放大器。是否采用高精度運(yùn)算放大器取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要達(dá)到多少倍的放大增益，增益越大，便越需要采用較高準(zhǔn)確度的運(yùn)算放大器。

2、運(yùn)算放大器需要什么樣的供電電壓？
這個問題要看輸入信號的動態(tài)電壓范圍、系統(tǒng)整體供電電壓大小以及輸出要求才可決定，但不同電源適配器的不同電源適配器抑制比(PSRR)會影響運(yùn)算放大器的準(zhǔn)確性，其中以采用電池供電的系統(tǒng)所受影響最大。此外，功耗大小也與內(nèi)部電路的靜態(tài)電流及供電電壓有直接的關(guān)系。

3、輸出電壓是否需要滿擺幅？
低供電電壓設(shè)計(jì)通常都需要滿擺幅的輸出，以便充分利用整個動態(tài)電壓范圍，以擴(kuò)大輸出信號擺幅。至于滿擺幅輸入的問題，運(yùn)算放大器電路的配置會有自己的解決辦法。由于前置放大器一般都采用反相或非反相放大器配置，因此輸入無需滿擺幅，原因是共模電壓(Vcm)永遠(yuǎn)小于輸出范圍或等于零(只有極少例外，例如設(shè)有浮動接地的單供電電壓運(yùn)算放大器)。

4、增益帶寬的問題是否更令人憂慮？
是的，尤其是對于音頻前置放大器來說，這是一個非常令人憂慮的問題。由于人類聽覺只能察覺大約由20Hz至20kHz頻率范圍的聲音，因此部分工程師設(shè)計(jì)音頻系統(tǒng)時(shí)會忽略或輕視這個“范圍較窄”的帶寬。事實(shí)上，體現(xiàn)音頻器件性能的重要技術(shù)參數(shù)如低總諧波失真(THD)、快速轉(zhuǎn)換率(slewrate)以及低噪聲等都是高增益帶寬放大器所必須具備的條件。

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| 發(fā)布時(shí)間：2018.08.11 來源：電源適配器廠家

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