电源系统设计不当会出现什么现象？（上）-凡亿课堂

在高速PCB设计中，电源系统设计不当是会引起信号畸变，主要表现形式有：地反弹噪声太大、旁路电容的设计不合适、回路影响严重、多电源/地层设计不合理、电流不均匀等。因此要想解决这些问题，最好的方法是做好电源完整性，尽量做好相关设计。

一般来说，影响电源完整性的因素有同步切换和地弹、非理想的电源分配系统阻抗、旁路电容、谐振及边缘效应。

1、同步切换和地弹

在电路中有大的电流涌动时会引起地弹，如大量芯片的输出同时开启时，会产生一个较大的瞬态电流在芯片与PCB板的电源平面流过。芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声，在地平面（OV)上产生电压的波动和变化，这个噪声会影响其他元器件的动作。负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大、同时开关器件数目的增加均会导致地弹的增大。

同步切换噪声给信号传输带来的影响更为显著,由于地引线和平面存在寄生电感，在开关电流的作用下，会造成一定的电压波动，也就是说器件的参考地已经不再保持零电平，这样，在驱动端，发送低电平时会出现相应的噪声电压，当信号相位和地面噪声相通，同时导致信号的下降变缓；在接收端，信号的波形同样会受到地噪声的干扰，不过这时的干扰波形和地噪声相位相反。

2、非理想的电源分配系统阻抗

电源噪声的产生在很大程度上归结于非理想的电源分配系统。所谓电源分配系统，其作用就是给系统内的所有器件提供足够的电源，这些器件不但需要足够的功率消耗，同时对电源的平稳性也有一定的要求。电源电压之所以波动，就是因为实际的电源平面总是存在着阻抗，这样，在瞬间电流通过的时候，就会产生一定的电压降和电压摆动。为了保证每个器件始终都能得到正常的电源供应，就需要对电源分配系统的阻抗进行控制，也就是尽可能降低其阻抗。