为什么要重视电源噪声问题

发布时间：2021/5/29 15:37:39

芯片内部有数千个晶体管，构成了内部门电路、组合逻辑、寄存器、计数器、延迟线、状态机等逻辑功能。随着芯片集成度的不断提高，内部晶体管的数量也在不断增加。芯片的外部引脚数量有限，因此为每个晶体管提供单独的电源引脚是不现实的。芯片的外部电源引脚为内部晶体管提供公共电源节点。因此，内部晶体管状态的转变必然会导致功率噪声在芯片内部的传输。

内部每个晶体管的工作通常由内核时钟或芯片内外设置的时钟同步。然而，由于内部延迟的不同，每个晶体管的状态转换不能严格同步。当一些晶体管完成了状态转换时，另一些晶体管可能仍在转换过程中。芯片内部高电平的门电路将功率噪声传输到其它门电路的输入端。如果接收功率噪声的门电路处于电平转换的不稳定状态，功率噪声可能被放大，在门电路的输出端产生矩形脉冲干扰，从而引起电路的逻辑误差。芯片外部电源引脚处的噪声通过内部门电路传播，可能触发内部寄存器的状态转换。

功率噪声除了影响芯片的工作状态外，还会影响其他器件。例如，功率噪声会影响晶体、锁相环和动态链接库的抖动特性，以及模数转换电路的转换精度。解释这些问题需要很长时间。本文不作进一步介绍。我将在下面的文章中详细解释它们。

由于最终产品工作温度的变化和生产过程中的不一致性，如果是由于供电系统的问题，电路调试将非常困难。因此，在电路设计之初，最好遵循一些成熟的设计规则，使电力系统更加稳定。