通过适当的电源旁路滤波消除噪声

如果敏感的模拟系统采用一个电源供电，而没有足够的旁路来消除噪声，则会导致系统性能意外下降。本应用笔记深入探讨了克服这一障碍的合适技术。

在系统设计的最后阶段，您已将数字和模拟功能结合在一起。但是，由于来自数字电路的噪声，模拟功能（例如音频放大器）的性能会下降。即使在采取常规预防措施（例如，分离模拟和数字接地、屏蔽）之后，也会发生这种情况。噪声干扰问题可能可以追溯到电源的耦合，有时即使使用单独的线性稳压器也是如此。

60Hz AC电源噪声一直是高增益音频放大器系统的传统问题。专门定义了称为电源抑制比（PSRR）的性能度量来解决此问题。PSRR 定义为：

除60Hz外，还可以针对任何目标频率测量PSRR。电源耦合的干扰程度可以通过识别受影响系统的PSRR并测量干扰系统电源上的噪声来量化。

以下示例显示了如何通过适当的电源旁路滤波来消除噪声干扰。图1是IP语音（VoIP）公共广播系统的功能框图，该系统由用于发送公共公告的音频放大器和用于显示时间的数字时钟组成。VoIP 名称表示系统通过以太网供电。数字时钟的LED数字由MAX7221 LED驱动器驱动。音频和数字时钟电路组合后，从几英尺外的扬声器可以听到高音调的噪音。

图1.VoIP 系统的电源。

在MAX7221的5V稳压电源上，数字噪声的峰峰值为300mV，在大约12kHz的频率下重复出现。这种噪声是由4个LED数字的多路复用驱动引起的。请注意，如果音频和LED驱动器电路使用单独的电源，噪声会消失。在12V输入音频系统电源上测得的噪声很小。

三阶LC π低通滤波器（LPF）用于分离音频和数字电源，如图2所示。使用1mH电感器并设置1kHz的转折频率，电容值计算如下：

施加此旁路电路后，高音调噪声消失。

图2.额外的 LPF 过滤。

类似的电源耦合测量和旁路滤波技术可以应用于射频（RF）或图像捕获系统。在RF系统中，发射器噪声通常会降低接收器的性能;在图像捕获系统中，CMOS相机传感器芯片的模拟电源对数字噪声很敏感。旁路滤波器的设计应能解决来自发射器功能模块或与相机芯片相关的数字电路的噪声。

审核编辑：郭婷