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串聯諧振消除電源噪聲

發布日期：2021-03-09　點擊：3355次

許多數字系統在與系統時鐘相關的頻率上遭受過分的電源噪聲，是否可以在電源和接地層之間連接一個如下所示的串聯諧振（也稱為）電路以降低這種噪聲？答案是肯定的。但是，電路必須滿足以下不太可能發生的條件。

首先，系統時鐘頻率必須保持固定，在不受晶體控制的時鐘系統中，時鐘頻率的波動可能超過±30％。低功耗系統通常會降低時鐘頻率，以降低空閑時的功耗。高性能系統有時會改變速度以實現性能。在診斷測試中系統時鐘以顯示任何與時序相關的故障。采用降噪策略并仔細調整為正確諧振頻率的電源在這些條件下將無法正常工作。

電路的吸引力在于它允許它們使用較小的電容器值。必須通過使電容器與適當的電感和電阻值匹配來產生串聯諧振效應。不幸的是，電容器越小，電路越復雜。

例如，電容器典型值的1/5要求電容器和電感器組件的誤差為士10％。典型值的1/10的電容器需要土5％的誤差。依此類推。很難實現具有如此嚴格誤差的高頻電感器。如果您想到固定電感和較小電容值的布局計劃，以將串聯諧振點放置在所需位置，則將面臨同樣的困難。電容和電感的精確值不易控制。在以下情況下，時鐘必須反復播放而不會打斷或間隔。當時鐘停止時，諧振電路將失控，并引起與試圖緩解的問題一樣嚴重的干擾。時鐘重新啟動時，諧振電路將需要幾個時鐘來趕上。這個時期沒有好處。諧振電路僅對連續刺激有用，防止來目隨機數據事件的嗓聲沒有效果。

必須將串聯諧振電路放在要保護的設備的一個波長的小片段內，在該有限半徑內，電源和接地層的擴展電感會改變諧振電路的有效串聯電感，因此，諧振電路的準確位置是一個非常重要的問題。因此，如果不進行完全重新設計，無法替換布局。更糟糕的是，一個諧振元件為時鐘嗓聲在一個位置的輻射提供了顯著的衰減，可能不會使甚至來自其他來源的噪聲受益，甚至會增加噪聲。

最后，諧振電路因此僅衰減一個頻率噪聲而記住，時鐘速率的其他諧波無效或很小，在基于正弦波的系統（例如FM或AM無線電）中，諧振電源組件可以提供真正令人驚訝的好處。

當叢二個版本轉換到下一個版本時，各種時鐘速度以及啟動和停止數字系統的布局都在不斷變化，使用濾波器元件的諧振電源沒有通過測試。使用大型，簡單，無諧振的電容器最好使用數字電源系統。