電源噪聲的危害性分析

芯片發(fā)展的一個(gè)大趨勢就是集成度越來(lái)越高，內部晶體管數量越來(lái)越大。芯片的外部引腳數量有限，為每一個(gè)晶體管提供單獨的供電引腳是不現實(shí)的。芯片的外部電源引腳提供給內部晶體管一個(gè)公共的供電節點(diǎn)，因此內部晶體管狀態(tài)的轉換必然引起電源噪聲在芯片內部的傳遞。

對內部各個(gè)晶體管的操作通常由內核時(shí)鐘或片內外設時(shí)鐘同步，但是由于內部延時(shí)的差別，各個(gè)晶體管的狀態(tài)轉換不可能是嚴格同步的，當某些晶體管已經(jīng)完成了狀態(tài)轉換，另一些晶體管可能仍處于轉換過(guò)程中。芯片內部處于高電平的門(mén)電路會(huì )把電源噪聲傳遞到其他門(mén)電路的輸入部分。如果接受電源噪聲的門(mén)電路此時(shí)處于電平轉換的不定態(tài)區域，那么電源噪聲可能會(huì )被放大，并在門(mén)電路的輸出端產(chǎn)生矩形脈沖干擾，進(jìn)而引起電路的邏輯錯誤。芯片外部電源引腳處的噪聲通過(guò)內部門(mén)電路的傳播，還可能會(huì )觸發(fā)內部寄存器產(chǎn)生狀態(tài)轉換。

除了對芯片本身工作狀態(tài)產(chǎn)生影響外，電源噪聲還會(huì )對其他部分產(chǎn)生影響。比如電源噪聲會(huì )影響晶振、PLL、DLL的抖動(dòng)特性，AD轉換電路的轉換精度等。

由于最終產(chǎn)品工作溫度的變化以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不一致性，如果是由于電源系統產(chǎn)生的問(wèn)題，電路將非常難調試，因此最好在電路設計之初就遵循某種成熟的設計規則，使電源系統更加穩健。