如何分析电力系统的噪声？

众所周知，大多数芯片会提供正常的工作电压范围，该值通常为±5％。例如：对于3.3V电压，为了满足芯片的正常运行，电源电压在3.13V和3.47V之间，或3.3V±165mV。
对于1.2V的电压，为了满足芯片的正常工作，电源电压应在1.14V至1.26V之间，或1.2V±60mV。这些限制可以在芯片数据手册的“推荐工作条件”部分中找到。
这些限制需要考虑两个部分，第一部分是稳压器芯片的直流输出误差，第二部分是电源噪声的峰值幅度。老式稳定芯片的输出电压精度通常为±2.5％，因此电源噪声的峰值幅度不应超过±2.5％。
当然，随着芯片技术的进步，现代稳定电压芯片的直流精度更高，可能达到±1％以下。 TI的开关电源芯片TPS54310的精度为±1％，线性稳压器源AMS1117可以达到±0.2％。
。但是请记住，有一些条件可以达到这种精度，包括对负载条件和工作温度的限制。
因此，更可靠的设计具有±2.5％的值。如果可以确保所使用的芯片在安装到电路板上后可以达到更高的电压调节精度，那么可以为设计单独计算噪声容限。
本文重点介绍电源设计原理，电源噪声容限将使用±2.5％的值。电源噪声容限的计算非常简单，方法如下：例如，芯片的正常工作电压范围为3.13V至3.47V，稳压器芯片的标称输出为3.3V。
将稳压器芯片安装在电路板上后，输出3.36V。然后，允许的电压变化范围为3.47-3.36 = 0.11V = 110mV。
稳压芯片的输出精度为±1％，即±3.36 * 1％=±33.6 mV。功率噪声容限为110-33.6 = 76.4 mV。
计算非常简单，但是要注意四个问题：首先，可以将稳压器芯片的输出电压准确地设置为3.3V吗？外围设备的参数（例如电阻器，电容器和电感器）不准确，这会影响稳压器芯片的输出电压。影响，因此此处使用3.36V的值。
在将其安装到电路板上之前，您无法预测确切的输出电压值。其次，工作环境是否符合稳压器芯片手册中建议的环境？老化后，设备的参数是否与芯片手册一致？第三，负载条件是什么？这也会影响调节器芯片的输出电压。
第四，电源噪声最终将影响信号质量。信号上的噪声源不仅是电源噪声。
诸如反射串扰之类的信号完整性问题也会使噪声叠加在信号上，并且所有剩余的噪声都无法分配给电源系统。因此，设计电源噪声容限时应留有空间。
另一个重要的问题是，不同的电压电平对功率噪声容限有不同的要求。如果按±2.5％计算，则1.2V电压电平的噪声容限仅为30mV。
这是一个非常苛刻的限制，因此在设计时要小心。模拟电路对电源有更高的要求。
电源噪声会影响时钟系统，并可能导致时序匹配问题。因此，必须注意电源噪声问题。