數字電路的33UF 50V抗滋擾設計

　　電磁兼容，即 EMC(Electromagnetic Compatibility) ，是指設備或系統在所處的電磁情況中能正常事情且差池該情況中其他事物組成不能遭受的電磁騷擾的本領。跟著科學技能的成長，數字電路的應用越來越遍及。而數字電路的抗滋擾技能直接干系到數字電路的正常事情。因此，如何有效的加強數字電路的抗滋擾機能，已成為人們日益存眷的問題。本文以 DVD 機為例，接頭了數字電路的抗滋擾設計。

　　1 滋擾源及滋擾的一般分類

　　影響數字電路的滋擾源多半發生在電流或電壓猛烈變革的部位，這些電荷猛烈移動的部位就是噪聲源，即滋擾源。

　　滋擾范例凡是按滋擾發生的原因、噪聲滋擾模式和噪聲的波形性質的差異的分別。個中：按噪聲發生的原因差異，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質差異，分為一連噪聲、偶發噪聲等；按噪聲滋擾模式的差異可分為共模滋擾和差模滋擾。共模滋擾和差模滋擾是一種較量常用的分類要領。共模滋擾是信號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感到的共態 ( 同偏向 ) 電壓迭加所形成。共模電壓可通過差池稱電路轉換成差模電壓，它會直接影響測控信號，造成元器件損壞 ( 這就是一些系統 I ／ O 模件損壞率較高的主要原因 ) ，這種共模滋擾可以是直流、亦可為交換。差模滋擾主要是指浸染于信號南北極之間的滋擾電壓，個中最主要的是空間電磁場在信號間耦合感到及不服衡電路的轉換共模滋擾所形成的電壓，它會直接疊加在信號上，影響丈量與節制精度。

　　2 數字 AV 的產物特點

　　數字 AV 產物的焦點是 DSP(Digiial SignalProcessing) 系統，該系統可對音視頻信號舉辦高速的數字信號處理懲罰，使人們視聽享受到達較完美的田地。同時，由于數字信號處理懲罰的碼率很高， 68UF 35V，一般 VCD 視盤機的 MPEG1 視頻數據率和音頻數據率之和約 1.5 Mb ／ s ； DVD 的 MPEG2 音視頻可變碼率平均為 4.69 Mb ／ s ，最大速率達 10.7 Mb ／ s ，可見碼率之高，并且，處理懲罰系統又與高速的存儲器共同利用數據的讀寫。跟著碼率的不絕提高，數字信號處理懲罰的速度越來越快，故會發生與速度成正比的大量滋擾脈沖，且頻率越來越高，幅度越來越大，從而對產物的抗滋擾設計帶來更大的難度，這也是產物品質坎坷的要害地址。

　　3 數字電路的常見滋擾

　　數字 AV 產物的數字信號處理懲罰系統的常見噪聲有以下幾種：

　　(1) 電源噪聲：主要是 DSP 電路、 CPU 、動態存儲器件和其它數字邏輯電路在事情進程中的邏輯狀態高速調動，從而造成系統電流和電壓變革所發生的噪聲，同時也包羅溫度變革時的直流噪聲以及供電電源自己發生的噪聲；

　　(2) 地線噪聲：系統內各部門地線之間呈現電位差或存在接地阻抗所引起的接地噪聲；

　　(3) 反射噪聲：指的是傳輸線路各部門的特性阻抗差異或與負載阻抗不匹配時，其傳輸信號在終端 ( 或臨界 ) 部位將發生反射，從而使信號波形產生畸變或發生振蕩。
　
　　(4) 串擾噪聲：由于扁平電纜或束捆導線等傳輸線之間、印制電路板內平行印制導線之間的電磁感到以及高速開關電暢通過漫衍電容等寄生參數把無用信號身分疊加在目標信號上所引起的噪聲。

　　可見，形成滋擾的根基要素有滋擾源、流傳路徑和敏感器件三點。因此，抗滋擾設計的根基原則為抑制滋擾源、割斷滋擾流傳路徑、提高敏感器件的抗滋擾機能。

　　4 滋擾噪聲的抑制法子

　　4.1 電源和地線噪聲的抑制

　　抑制電源滋擾是抗滋擾設計中最先思量和最重要的原則。電源在向系統提供能源的同時，會將其噪聲加到所供電的電源上；電網上的強滋擾也會通過電源進入電路；另外，縱然電池供電，其電池自己也有高頻噪聲。事實上， 680uf 35v， DVD 所用的電源就經驗了從線性電源、高壓開關電源和低壓開關電源的進程。

　　抑制電源滋擾就是盡大概的減小滋擾源的 du ／ dt 和 di ／ dt 。減小滋擾源的 du ／ dt 主要通過在滋擾源兩頭并聯電容來實現。減小滋擾源的 di ／ dt 則可在滋擾源回路串聯電感或電阻以及增加續流二極管來實現。常用法子如下：

　　(1) 在電源變壓器的前端加裝電源濾波器，這種電源濾波器具有精采抑制共模噪聲和串模噪聲的本領，可斷絕外部和內部脈沖噪聲的滋擾；

　　(2) 回收開關電源來代替線性電源以提高整機的機能；

　　(3) 選用貼片元件并盡大概縮短元件的引腳長度，以減小元件漫衍電感的影響；同時應選用噪聲容限大的數字 IC 。

　　(4) 在 VDD 及 VOC 電源端盡大概接近器件處接入濾波電容，以縮短開關電流的暢通途徑，可用 10 μ F 鋁電解和 0.1 μ F 獨石電容并聯接在電源腳上。對付 MPEG 板主電源輸入端租 MPEG 解碼芯片以及 DRAM 、 SDRAM 等高速數字 IC 的電源端，可用鉭電解電容取代鋁電解電容，因為在高頻時，鉭電解的對地阻抗比鋁電解小得多。

　　(5) 對數模殽雜電路， VDD 與 VOC 應連到模仿電源 VOC ， AGND 與 DGND 接到模仿地 AGND 。按照 BB 、 PHILIPS 、 ALPINE 等公司的嘗試功效，發起把 D ／ A 器件視為模仿器件，因此， MPEG 電路與 D ／ A 器件毗連中， D ／ A 器件必需置于 AGND 上，同時要提供一條數字回路以供這些數字噪聲／能量反饋復書號源，從而減小數字器件的噪聲對模仿電路的影響，提高 D ／ A 器件的動態特性。

　　按照實測 DVD 機 MPEG 解壓板數字電源 VDD 與模仿電源 VOC 的噪聲電平可知，電源上疊加的噪聲電平已相當小， VDD 噪聲電平與 VOC 噪聲電平的波形根基一致，且數字電源噪聲電平 (VPP=85 mV) 明明大于模仿電源的噪聲電平，這說明，此處的滋擾脈沖主要是數字信號發生的。

　　4.2 反射滋擾噪聲的抑制

　　在 DSP 輸出端加適當電阻可使之與束捆線和扁平電纜的特性阻抗根基一致，并使發送端的阻抗根基匹配，從而抵消數字信號脈沖的上升／下降過沖。另外，把束捆線的長度縮短到 1 max 以下，也可以減輕波形畸變。從而使 DSP 的波形明明改進。

　　事實上，也可以用終端二極管代替匹配電阻。此法已在數字 IC 的芯片建造中被遍及用作輸入輸出端的匹配和掩護網絡。這種匹配要領能改進終端波形，且對發送端的電平坎坷沒有影響，同時具有補設利便，多個同機負載時可到達最佳匹配，可有效抑制過沖脈沖等利益。

　　在系統中外加整形電路也可以減小因毗連線不匹配而引起的滋擾噪聲，整形電路凡是加在輸入端之前，可是也該當留意，不能使信號發生新的相位變革。
　
　　4.3 數字信號的串擾抑制

　　在思量數字信號的串擾抑制時，應盡大概縮短信號線的傳輸長度。在多種電平的信號傳輸時，應只管把前后沿時間臨近的同級電平信號劃為一組舉辦傳輸。 DATA 、 BCK 、 LRCK 信號與主時鐘之間應利用一根地線彼此斷絕。須要時，也可用屏蔽線取代束捆線來傳輸 MCLK 和 BCK 時鐘，以減小串擾和輻射。

　　在雙面印制板布線時，可用正面傳輸高頻數字信號和時鐘信號，然后在其傳輸印制電路不和盡大概加大接地面積。這樣，由于平行導線間的漫衍電容在導線靠近地平面時會變小，信號線之間串音滋擾就會減??；在 MPEG 芯片、 DRAM 、 SDRAM 及其它高速數字器件的印制板布線時，可在其不和布上大片地線，這樣，地線就可以旁路或屏蔽器件發生的高頻脈沖噪聲。

　　5 竣事語

　　電磁兼容技能是一門迅速成長的交錯學科，涉及到電子、計較機、通信、航空航天、鐵路交通、電力、軍事以及人民糊口的各個方面。因此，在數字 AV 產物設計、試制進程中，應把電磁兼容設計作為設計進程的重要一環，從元件選購、電路板設計及整機整體機關就各方面嚴格憑據數字電路的抗滋擾設計要求，來設計、開拓具備精采電磁兼容機能和優良音視頻機能的數字 AV 產物。