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电源适配器防止噪声的方法

点击:790 日期:2018-08-13 选择字号:

      电源适配器防止噪声的方法


       电源适配器上存在的噪声:如果是线性电源适配器,首先低频的50Hz就是一个严重的干扰源。


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       由于初级进来的交流电本身就不纯净,而且是波浪的正弦波,容易对旁边的电路产生电磁干扰,也就是电磁噪声。如果是开关电源适配器的话噪声更严重,开关电源适配器工作在高频状态,并且在输出部分存在很脏的谐波电压,这些对整个的电路都能产生很大的噪声。



       防止方法:合理地接地、采用差分结构传输模拟信号、在电路的电源适配器输出端加去耦电容、采用电磁屏蔽技术、模拟数字地分开、信号线两边走底线、地线隔离等等。其实我说的这些在去除噪声的方面只是冰山一角,就算是玩了30年电子的人也不会完全掌握所有的这类技术,因为理解掌握这类东西需要很强的技术基础和相当丰富的经验,不过我告诉你的这些在大体上已经足够了。本底噪声是由电路本身引起的,由于电源适配器的不纯净,电路的相位裕度和增益裕度不合适等等电路本身和器件的原因。这部分需要在电路设计时进行改进。其他噪声是由于电路布局布线不合理等等认为因素,电磁兼容,导线间干扰等等。


       模拟电路噪声的消除更多地依赖于经验而非科学依据。设计人员经常遇到的情况是电路的模拟硬件部分设计出来以后,却发现电路中的噪声太大,而不得不重新进行设计和布线。这种“试试看”的设计方法在几经周折之后最终也能获得成功。不过,避免噪声问题的更好方法是在设计初期进行决策时就遵循一些基本的设计准则,并运用与噪声相关的基本原理等知识。
低噪声前置放大器电路的设计方法


       前置放大器在音频系统中的作用至关重要。本文首先讲解了在为家庭音响系统或PDA设计前置放大器时,工程师应如何恰当选取元件。随后,详尽分析了噪声的来源,为设计低噪声前置放大器提供了指导方针。最后,以PDA麦克风的前置放大器为例,列举了设计步骤及相关注意事项。


       前置放大器是指置于信源与放大器级之间的电路或电子设备,例如置于光盘播放机与高级音响系统功率放大器之间的音频前置放大器。前置放大器是专为接收来自信源的微弱电压信号而设计的,已接收的信号先以较小的增益放大,有时甚至在传送到功率放大器级之前便先行加以调节或修正,如音频前置放大器可先将信号加以均衡及进行音调控制。无论为家庭音响系统还是PDA设计前置放大器,都要面对一个十分头疼的问题,即究竟应该采用哪些元件才恰当?
元件选择原则


       由于运算放大器集成电路体积小巧、性能卓越,因此目前许多前置放大器都采用这类运算放大器芯片。我们为音响系统设计前置放大器电路时,必须清楚知道如何为运算放大器选定适当的技术规格。在电源适配器设计过程中,系统设计工程师经常会面临以下问题。

1、是否有必要采用高精度的运算放大器?
输入信号电平振幅可能会超过运算放大器的错误容限,这并非运算放大器所能接受。若输入信号或共模电压太微弱,设计师应该采用补偿电压(Vos)极低而共模抑制比(CMRR)极高的高精度运算放大器。是否采用高精度运算放大器取决于系统设计需要达到多少倍的放大增益,增益越大,便越需要采用较高准确度的运算放大器。

2、运算放大器需要什么样的供电电压?
这个问题要看输入信号的动态电压范围、系统整体供电电压大小以及输出要求才可决定,但不同电源适配器的不同电源适配器抑制比(PSRR)会影响运算放大器的准确性,其中以采用电池供电的系统所受影响最大。此外,功耗大小也与内部电路的静态电流及供电电压有直接的关系。

3、输出电压是否需要满摆幅?
低供电电压设计通常都需要满摆幅的输出,以便充分利用整个动态电压范围,以扩大输出信号摆幅。至于满摆幅输入的问题,运算放大器电路的配置会有自己的解决办法。由于前置放大器一般都采用反相或非反相放大器配置,因此输入无需满摆幅,原因是共模电压(Vcm)永远小于输出范围或等于零(只有极少例外,例如设有浮动接地的单供电电压运算放大器)。

4、增益带宽的问题是否更令人忧虑?
是的,尤其是对于音频前置放大器来说,这是一个非常令人忧虑的问题。由于人类听觉只能察觉大约由20Hz至20kHz频率范围的声音,因此部分工程师设计音频系统时会忽略或轻视这个“范围较窄”的带宽。事实上,体现音频器件性能的重要技术参数如低总谐波失真(THD)、快速转换率(slewrate)以及低噪声等都是高增益带宽放大器所必须具备的条件。

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