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使用电感降低噪声注意点 : 串扰、GND线反弹噪声

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这之前作为使用电感的降噪对策,介绍了<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100044815.html">电感和铁氧体磁珠、共模滤波器</a>。本文将主要介绍PCB板布局相关的注意事项。

<strong>串扰</strong>

串扰是因电路板布线间的杂散电容和互感,噪声与相邻的其他电路板布线耦合。下面是LC滤波器的图形布局和部件配置带来的串扰及其对策示例。

干货:步进电机噪声、振动的抑制

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不正确地驱动步进电机很容易导致电机发出“嗡嗡”的噪声和很大的振动。

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当驱动步进电机时,如果发现步进电机处于静止状态时,其内部依然发出很明显的噪音,有点类似线圈快速变化那种,一般是由于线圈电流过大导致的。对于这种情况,最有效的接决方法是减小电机线圈中流过的电流,具体方法包括:设置驱动器在电机停止时自动半流,减小电机的驱动电流。由于步进电机工作方式的原因,无论步进电机处于何种状态,其内部线圈始终有电流变换。

<strong>当驱动步进电机动作时,如果发现步进电机噪声和振动很明显,应按如下步骤检查:</strong>

使用共模滤波器降低噪声的对策

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作为使用电感的降噪对策之一,本文将介绍有关共模滤波器降噪的内容。从严格意义上讲,共模滤波器并不是电感器,而是磁性器件,是降噪对策中的重要部件。

<strong>共模滤波器</strong>

共模滤波器的结构是两个绕组绕在一个磁芯上,相当于两个电感组合在一起(见下图)。

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当绕组中流过电流时,磁芯产生磁通,针对急剧的电流变化,起到使电流不易流通(扼流)的作用。这与电感的自感作用相同。

共模滤波器基本上起到共模电流不流通、差模电流流通的作用。关键在于这2根导线沿同一方向绕在一个磁芯上。

如图所示,差模电流是在2根导线上往复流动,因此磁芯产生的磁通方向相反,磁通抵消,因此不能起到扼流作用,而是直接通过。

如何使用电感降低噪声?这个对策很实用

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<strong>什么是电感的频率特性</strong>

在详细解说具体的电感降噪对策之前,先来简单回顾一下电感的频率特性。

首先,电感(线圈)具有以下基本特性,被称为“电感的感性电抗”

(1) 直流基本上直接流过
(2) 对于交流,起到类似电阻的作用
(3) 频率越高越难通过

下面是表示电感的频率和阻抗特性的示意图。

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在理想电感器中,阻抗随着频率的提高而呈线性增加,但在实际的电感器中,如等效电路所示,并联存在寄生电容EPC,因而会产生自谐振现象。

模拟设计中噪声分析的11个误区(二)

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在上一篇文章<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100044198.html"&gt;“模拟设计中噪声分析的11个误区(一)”</a>中,我们介绍了模拟设计中噪声分析的6个误区。本文中,我们将讨论其它的5个误区。

<strong>误区七:噪声等效带宽会使噪声倍增</strong>

模拟设计中噪声分析的11个误区(一)

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噪声是模拟电路设计的一个核心问题,它会直接影响能从测量中提取的信息量,以及获得所需信息的经济成本。遗憾的是,关于噪声有许多混淆和误导信息,可能导致性能不佳、高成本的过度设计或资源使用效率低下。今天我们就聊聊关于模拟设计中噪声分析的11个由来已久的误区。

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<strong>误区一:降低电路中的电阻值总是能改善噪声性能</strong>

噪声电压随着电阻值提高而增加,二者之间的关系已广为人知,可以用约翰逊噪声等式来描述:

如何在实现高带宽和低噪声的同时确保稳定性?(二)

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在上一篇文章<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100043888.html"&gt;“如何在实现高带宽和低噪声的同时确保稳定性?(一)”</a>中,我们介绍了如何选择外部元件以保证稳定性和计算TIA噪声。本文,我们将介绍单增益级的噪声优势。

<strong>可编程增益级贡献的噪声</strong>

如何在实现高带宽和低噪声的同时确保稳定性?(一)

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<strong>概述</strong>

利用光电二极管或其他电流输出传感器测量物理性质的精密仪器系统,常常包括跨阻放大器(TIA)和可编增益器级以便最大程度地提高动态范围。本文通过实际例子说明实现单级可编程增益TIA以降低噪声并保持高带宽和高精度的优势与挑战。

跨阻放大器是所有光线测量系统的基本构建模块。许多化学分析仪器,如紫外可见(UV-VIS)或傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪等,要依赖光电二极管来精确识别化学成分。这些系统必须能测量广泛的光强度范围。例如,UV-VIS光谱仪可测量不透明的样品(例如使用过的机油)或透明物质(例如乙醇)。另外,有些物质在某些波长具有很强的吸收带,而在其他波长则几乎透明。仪器设计工程师常常给信号路径增加多个可编程增益以提高动态范围。

<strong>光电二极管和光电二极管放大器</strong>

讨论光电二极管放大器之前,快速回顾一下光电二极管。当光线照射其PN结面时,光电二极管会产生电压或电流。图1显示的是等效电路。该模型表示光谱仪所用的典型器件,包括一个光线相关的电流源,它与一个大分流电阻和一个分流电容并联,该电容的容值范围是50pF以下(用于小型器件)到5000pF以上(用于超大型器件)。

原创深度 | 工业4.0:听不到的噪声可能是最大的问题(二)

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在上一篇文章<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100043618.html"&gt;“工业4.0:听不到的噪声可能是最大的问题(一)”</a>中,我们介绍了工业4.0中EMC的影响和EMC标准。在本文中,我们将对如何缓解EMC问题进行详细介绍。

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<strong>缓解EMC问题的设计</strong>

原创深度 | 工业4.0:听不到的噪声可能是最大的问题(一)

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<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-06/wen_zhang_/100043618-71907-x1.p…; alt=“” width="600"></center><center><i>图1:物联网工厂是新旧技术的融合地,而对于低功耗无线设备而言,它还是电磁噪声重灾区(图片来源:Texas Instruments)</i></center>

众所周知,车间是一个非常嘈杂的地方:噪声性听力衰减是常见的职业病之一。但受噪声影响的不光是车间工作人员,传感器和通信系统也会受到电子噪声的影响。随着工业物联网(IIoT,也称工业4.0)时代的来临,这种情况会越来越常见。

噪声