数字电路的33UF 50V抗滋扰设计

　　电磁兼容，即 EMC(Electromagnetic Compatibility) ，是指设备或系统在所处的电磁情况中能正常事情且差池该情况中其他事物组成不能遭受的电磁骚扰的本领。跟着科学技能的成长，数字电路的应用越来越遍及。而数字电路的抗滋扰技能直接干系到数字电路的正常事情。因此，如何有效的加强数字电路的抗滋扰机能，已成为人们日益存眷的问题。本文以 DVD 机为例，接头了数字电路的抗滋扰设计。

　　1 滋扰源及滋扰的一般分类

　　影响数字电路的滋扰源多半发生在电流或电压猛烈变革的部位，这些电荷猛烈移动的部位就是噪声源，即滋扰源。

　　滋扰范例凡是按滋扰发生的原因、噪声滋扰模式和噪声的波形性质的差异的分别。个中：按噪声发生的原因差异，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质差异，分为一连噪声、偶发噪声等；按噪声滋扰模式的差异可分为共模滋扰和差模滋扰。共模滋扰和差模滋扰是一种较量常用的分类要领。共模滋扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感到的共态 ( 同偏向 ) 电压迭加所形成。共模电压可通过差池称电路转换成差模电压，它会直接影响测控信号，造成元器件损坏 ( 这就是一些系统 I ／ O 模件损坏率较高的主要原因 ) ，这种共模滋扰可以是直流、亦可为交换。差模滋扰主要是指浸染于信号南北极之间的滋扰电压，个中最主要的是空间电磁场在信号间耦合感到及不服衡电路的转换共模滋扰所形成的电压，它会直接叠加在信号上，影响丈量与节制精度。

　　2 数字 AV 的产物特点

　　数字 AV 产物的焦点是 DSP(Digiial SignalProcessing) 系统，该系统可对音视频信号举办高速的数字信号处理惩罚，使人们视听享受到达较完美的田地。同时，由于数字信号处理惩罚的码率很高， 68UF 35V，一般 VCD 视盘机的 MPEG1 视频数据率和音频数据率之和约 1.5 Mb ／ s ； DVD 的 MPEG2 音视频可变码率平均为 4.69 Mb ／ s ，最大速率达 10.7 Mb ／ s ，可见码率之高，并且，处理惩罚系统又与高速的存储器共同利用数据的读写。跟着码率的不绝提高，数字信号处理惩罚的速度越来越快，故会发生与速度成正比的大量滋扰脉冲，且频率越来越高，幅度越来越大，从而对产物的抗滋扰设计带来更大的难度，这也是产物品质坎坷的要害地址。

　　3 数字电路的常见滋扰

　　数字 AV 产物的数字信号处理惩罚系统的常见噪声有以下几种：

　　(1) 电源噪声：主要是 DSP 电路、 CPU 、动态存储器件和其它数字逻辑电路在事情进程中的逻辑状态高速调动，从而造成系统电流和电压变革所发生的噪声，同时也包罗温度变革时的直流噪声以及供电电源自己发生的噪声；

　　(2) 地线噪声：系统内各部门地线之间呈现电位差或存在接地阻抗所引起的接地噪声；

　　(3) 反射噪声：指的是传输线路各部门的特性阻抗差异或与负载阻抗不匹配时，其传输信号在终端 ( 或临界 ) 部位将发生反射，从而使信号波形产生畸变或发生振荡。
　
　　(4) 串扰噪声：由于扁平电缆或束捆导线等传输线之间、印制电路板内平行印制导线之间的电磁感到以及高速开关电畅通过漫衍电容等寄生参数把无用信号身分叠加在目标信号上所引起的噪声。

　　可见，形成滋扰的根基要素有滋扰源、流传路径和敏感器件三点。因此，抗滋扰设计的根基原则为抑制滋扰源、割断滋扰流传路径、提高敏感器件的抗滋扰机能。

　　4 滋扰噪声的抑制法子

　　4.1 电源和地线噪声的抑制

　　抑制电源滋扰是抗滋扰设计中最先思量和最重要的原则。电源在向系统提供能源的同时，会将其噪声加到所供电的电源上；电网上的强滋扰也会通过电源进入电路；另外，纵然电池供电，其电池自己也有高频噪声。事实上， 680uf 35v， DVD 所用的电源就经验了从线性电源、高压开关电源和低压开关电源的进程。

　　抑制电源滋扰就是尽大概的减小滋扰源的 du ／ dt 和 di ／ dt 。减小滋扰源的 du ／ dt 主要通过在滋扰源两头并联电容来实现。减小滋扰源的 di ／ dt 则可在滋扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。常用法子如下：

　　(1) 在电源变压器的前端加装电源滤波器，这种电源滤波器具有精采抑制共模噪声和串模噪声的本领，可断绝外部和内部脉冲噪声的滋扰；

　　(2) 回收开关电源来代替线性电源以提高整机的机能；

　　(3) 选用贴片元件并尽大概缩短元件的引脚长度，以减小元件漫衍电感的影响；同时应选用噪声容限大的数字 IC 。

　　(4) 在 VDD 及 VOC 电源端尽大概接近器件处接入滤波电容，以缩短开关电流的畅通途径，可用 10 μ F 铝电解和 0.1 μ F 独石电容并联接在电源脚上。对付 MPEG 板主电源输入端租 MPEG 解码芯片以及 DRAM 、 SDRAM 等高速数字 IC 的电源端，可用钽电解电容取代铝电解电容，因为在高频时，钽电解的对地阻抗比铝电解小得多。

　　(5) 对数模殽杂电路， VDD 与 VOC 应连到模仿电源 VOC ， AGND 与 DGND 接到模仿地 AGND 。按照 BB 、 PHILIPS 、 ALPINE 等公司的尝试功效，发起把 D ／ A 器件视为模仿器件，因此， MPEG 电路与 D ／ A 器件毗连中， D ／ A 器件必需置于 AGND 上，同时要提供一条数字回路以供这些数字噪声／能量反馈复书号源，从而减小数字器件的噪声对模仿电路的影响，提高 D ／ A 器件的动态特性。

　　按照实测 DVD 机 MPEG 解压板数字电源 VDD 与模仿电源 VOC 的噪声电平可知，电源上叠加的噪声电平已相当小， VDD 噪声电平与 VOC 噪声电平的波形根基一致，且数字电源噪声电平 (VPP=85 mV) 明明大于模仿电源的噪声电平，这说明，此处的滋扰脉冲主要是数字信号发生的。

　　4.2 反射滋扰噪声的抑制

　　在 DSP 输出端加适当电阻可使之与束捆线和扁平电缆的特性阻抗根基一致，并使发送端的阻抗根基匹配，从而抵消数字信号脉冲的上升／下降过冲。另外，把束捆线的长度缩短到 1 max 以下，也可以减轻波形畸变。从而使 DSP 的波形明明改进。

　　事实上，也可以用终端二极管代替匹配电阻。此法已在数字 IC 的芯片建造中被遍及用作输入输出端的匹配和掩护网络。这种匹配要领能改进终端波形，且对发送端的电平坎坷没有影响，同时具有补设利便，多个同机负载时可到达最佳匹配，可有效抑制过冲脉冲等利益。

　　在系统中外加整形电路也可以减小因毗连线不匹配而引起的滋扰噪声，整形电路凡是加在输入端之前，可是也该当留意，不能使信号发生新的相位变革。
　
　　4.3 数字信号的串扰抑制

　　在思量数字信号的串扰抑制时，应尽大概缩短信号线的传输长度。在多种电平的信号传输时，应只管把前后沿时间临近的同级电平信号划为一组举办传输。 DATA 、 BCK 、 LRCK 信号与主时钟之间应利用一根地线彼此断绝。须要时，也可用屏蔽线取代束捆线来传输 MCLK 和 BCK 时钟，以减小串扰和辐射。

　　在双面印制板布线时，可用正面传输高频数字信号和时钟信号，然后在其传输印制电路不和尽大概加大接地面积。这样，由于平行导线间的漫衍电容在导线靠近地平面时会变小，信号线之间串音滋扰就会减小；在 MPEG 芯片、 DRAM 、 SDRAM 及其它高速数字器件的印制板布线时，可在其不和布上大片地线，这样，地线就可以旁路或屏蔽器件发生的高频脉冲噪声。

　　5 竣事语

　　电磁兼容技能是一门迅速成长的交错学科，涉及到电子、计较机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以及人民糊口的各个方面。因此，在数字 AV 产物设计、试制进程中，应把电磁兼容设计作为设计进程的重要一环，从元件选购、电路板设计及整机整体机关就各方面严格凭据数字电路的抗滋扰设计要求，来设计、开拓具备精采电磁兼容机能和优良音视频机能的数字 AV 产物。