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封面 电平信号突变时,为什么会出现电噪声?

电子online 2020-03-05 17:00 发文


观看视频可以直接点击文末的“阅读原文”当电路中的信号发生突变(特别是数字信号)时,信号经常会出现一个电噪声。


这个噪声在一般环境下不会对外产生影响。但是在某些特殊情况下,该信号会对外产生较强的传导干扰,进而影响其他电路的正常工作。




今天的视频会跟大家解释该杂波的主要产生原因,同时会通过Multisim仿真进行实验认证。


原理部分

视频中提到,产生该噪声的主要原因是因为电源中存在输出阻抗,同时线路中存在一定的电容和寄生电感(寄生参数主要是寄生电感,寄生电容可以忽略不计,原因是供电电源一般都是电容输出)。




当线路的电平信号发生突变时,此时对应的其实就是电路的负载发生变化,电路中的电流自然会发生突变。特别是数字信号系统,许多数字信号系统在变化信号时会或多或少地发生瞬时短路现象。




由于在电平信号突变时,电路中的电流会发生突变,由于寄生电感的存在,其会抑制电流的变化(这个抑制动作包括抑制电流变大及变小),进而导致信号出现波峰震荡。


PS:其中设计的电感工作原理在项目四有详细的讲解,不懂的朋友可以在公众号、哔哩哔哩、百家号或者头条号上观看。

另外,对于电感、电容的内部工作原理付费视频,其内容正在筹备中,初定的价格为14.9元,敬请期待。仿真部分

仿真中,我们分别搭建了理论模型和实际模型。(为了使仿真结果更直观,我特意将寄生电感值设为很大)









通过实际模型与理论模型的对比,可以看到,存在寄生电感的实际模型中,当负载发生变化时,电源的信号线上会出现杂波。

但是其中的寄生电容没有考虑,主要是因为一般的电源系统以及电路系统的电源输入端都存在电容。此时的寄生电容可以忽略不计。


解决方案

本视频中所讲的噪声其实是一个差模噪声,所以只要在负载上面加一个电容就可以解决(电容上的电压不能突变)。其效果图如下所示:








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