电源噪声会对设备性能产生负面影响，因此是设计阶段需要解决的重要问题。这些噪音是由各种内部和外部因素产生的。本文详细解释了电源噪声的原因，并提供了使用噪声滤波器、电源管理和改进布线等对策。
什么是电源噪声？
电源噪声是指来自电源电路的不需要的信号和干扰。它们可能是由电源本身引起的，也可能是由外部干扰或连接的设备引起的。特别是开关电源容易产生开关噪声（高频振铃）。一般来说，电源噪声包括高频噪声、瞬变（瞬时电压波动）、纹波（波形扰动）等，这些通过电源线和信号线传播。
电源噪声是降低电子设备性能的因素之一。例如，在精密测量仪器中，存在对测量精度产生不利影响的风险。就通信设备而言，噪声会导致数据丢失、传输速度变慢，甚至导致通信错误。在某些情况下，这可能会导致设备故障、寿命缩短或损坏。
从EMC角度来看，有必要通过电源噪声对策来实现EMI和EMS。
EMC（电磁兼容性）：
设备发出的电磁波不影响周围设备且不受外部电磁波影响的能力。
EMI（电磁干扰）
EMI 对策可抑制噪声的产生和发射。
EMS（Electro-Magnetic Susceptibility）
EMS措施防止外部噪音的侵入和影响。
电源噪声产生的原因
电源噪声产生的原因主要分为两类：内部源和外部源。内部源是来自电源本身或连接组件的噪声，而外部源是来自电源系统外部的噪声，例如电磁干扰 (EMI)。设计人员需要了解每个原因并进行适当的处理。
内部噪音
电源噪声的内部来源包括开关电源和通用逆变器。尽管开关电源效率很高，但由于高速开关，它们会产生噪声。这种噪声是由电源电路中电流突然变化引起的。此外，不同组件之间的相互作用，尤其是位于高频工作组件附近的敏感组件之间的相互作用，会在它们相互作用时产生噪声。了解这些相互作用并在电路设计期间考虑它们非常重要。
来自外部来源的噪音
外部噪声的主要来源是EMI（电磁干扰）和传导噪声（通过电源线的干扰）。
EMI是由其他电子设备、无线信号、工业设备等发出的电磁波产生的，并影响电力线和数据通信线。
传导噪声是从电源线本身或其他设备进入的噪声。当许多设备使用公共电源线时，特定设备产生的噪声可能会传输到并影响其他设备。
需要适当的屏蔽和滤波来保护电子设备免受这些外部噪声源的影响。
电源噪声对策
为了有效地消除电源噪声，请测量和分析噪声，并考虑使用噪声滤波器并改进电源管理和布线。最大限度地减少电源噪声的影响将有助于保持电子设备的可靠性和性能。
电源噪声测量与分析
电源噪声通常使用频谱分析仪、示波器或电源轨探头来测量。使用这些仪器，您可以详细检查噪声的频率特性和幅度。测量数据有助于识别噪声的来源和特征。如果能够通过适当的分析和评估找出噪声产生的原因，就可以采取更有效的对策。
抑制电源噪声的6种方法
1）屏蔽
屏蔽是用金属屏蔽层覆盖电子设备和电缆以吸收和反射噪声的方法。防止电磁干扰并防止对电子电路产生有害影响。
2）过滤
滤波器的类型包括共模滤波器和差模滤波器（铁氧体磁珠、三端滤波器等），根据噪声特性和设备要求进行选择。在使用直流电的电子设备中，通常使用利用电容器的频率特性来抑制噪声的“旁路电容器”。适当的滤波器安装方法取决于噪声源和传播路径，因此事先测量和分析很重要。
3）接地
接地是为了稳定电子设备的电位。这有望降低电源噪声。这是抑制装置内部电流产生的电位差和静电、消除噪声因素的措施。由于设备的特性和情况不同，方法也有所不同，因此设计人员需要技巧和经验。
4）电源管理
电子设备中装有稳压电源或线性稳压器，以控制输出电压恒定。消除电源波动可以稳定电子设备的运行并防止噪音。
5) 差分传输
差分传输是一种将相同信号以相反相位发送到两条信号线，接收端利用两者之间的电位差来传输信号的技术。即使噪声被添加到两条信号线上，通过检查电位差也可以消除噪声并防止故障。
6) 接线
通过物理分离电源线和信号线，可以避免相互干扰。相互抵消磁通量的双绞线电缆也能有效降低噪音。