高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計優(yōu)點與噪聲抑制分析研究

肖春花

摘要：高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計改變了傳統(tǒng)的人工控制芯片模式，實現(xiàn)了智能管理控制系統(tǒng)的新突破，為人們隨時隨地的遠程管理提供了優(yōu)良的服務(wù)。本文主要結(jié)合電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的產(chǎn)品特點、技術(shù)優(yōu)點、噪聲原因分析和有效抑制噪聲的措施，來說明高速數(shù)字電路技術(shù)的應(yīng)用，通過其查詢、聯(lián)通、監(jiān)控和故障報警等功能，完成人們所見即所得的控制管理，節(jié)省了人力、物力和經(jīng)濟成本的開支，行之有效的為生活帶來了方便和實惠。

關(guān)鍵詞：高速數(shù)字電路 電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 噪聲抑制 電子技術(shù)發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP391.41 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）01-0048-02

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，數(shù)字電路逐漸向高速度、低能耗方向發(fā)展，它的科技含量也越具有代表性。在電路板設(shè)計中，都會涉及電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也是高速PCB電源完整性設(shè)計的主要問題，它不但可以源源不斷的提供電源給系統(tǒng)內(nèi)的所有器件，而且還可以滿足系統(tǒng)對電源穩(wěn)定性的要求，同時新的問題出現(xiàn)了，由于聲頻的振動等原因加劇了系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生，合理抑制系統(tǒng)噪聲，提高電路板電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計意義重大，也是對高速數(shù)字電路系統(tǒng)技術(shù)上的重大飛躍。

1 高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定義及特點

所謂高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就是在高速PCB電路設(shè)計中，通過高蓄能的電子分配結(jié)構(gòu)，提供足夠電源以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求，通過引入以太網(wǎng)絡(luò)、語音服務(wù)等新穎的通訊手段，對智能管理模塊構(gòu)成可遠程控制和計劃管理的電源分配單元。

目前，電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計系統(tǒng)不但可以提供元件充足的電源，還可以穩(wěn)定的為客戶提供高效便捷的服務(wù)，是一款新一代智能電路分配管理設(shè)備。高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計通過引入以太網(wǎng)絡(luò)、語言服務(wù)系統(tǒng)等新穎的通訊手段，同時增加了傳統(tǒng)設(shè)備所不能的智能管理系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)對設(shè)備電源的遠程控制，而不受特定設(shè)備的局限，提供更安全便捷的服務(wù)。具體特點表現(xiàn)為：

1.1 高質(zhì)量的服務(wù)

高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的出現(xiàn)，很好的解決了運營商的地域限制，它可以提供給客戶更方便、更快捷、高效化、個性化的高質(zhì)量服務(wù)，使客戶獲得的服務(wù)更具有代表性和更好的實施方案細節(jié)，真正實現(xiàn)了人們安全穩(wěn)定用電的要求，同時它的出現(xiàn)提升了運營商的營銷戰(zhàn)略，順應(yīng)了市場規(guī)則，加強了其市場競爭力。

1.2 高效率運轉(zhuǎn)低成本收益

在高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供給客戶高質(zhì)量服務(wù)的同時，大大提高了網(wǎng)絡(luò)通信效率，它現(xiàn)在的通信速率約是傳統(tǒng)系統(tǒng)的3-5倍，速率提升的同時，加強了其安全性能和可視性能，降低了系統(tǒng)突發(fā)事件的幾率，減少了系統(tǒng)內(nèi)部原件的損壞和更換，進一步提升了系統(tǒng)適用性和完美性，同時有效的降低了運營商的運營維護成本。

1.3 遠程控制管理

高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)它是將計算機、智能電路控制、高速數(shù)字電路等一系列元件智能一體化的組成，通過計算機即可隨時隨地檢測和控制系統(tǒng)的運行，增加了維修服務(wù)的自力更生能力，保證系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)迅速排除故障并恢復(fù)正常運行的能力，達到了一點定全局的效果，節(jié)約了人力物力的費用支出。

1.4 故障檢測報警系統(tǒng)

當(dāng)電源連接的設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時，即可對所要監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址、部件和相關(guān)信息進行設(shè)定和監(jiān)控，實時檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，時時檢測系統(tǒng)的設(shè)備故障，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常，立即在終端計算機做出報警顯示，并且在異常發(fā)生處自動重啟設(shè)備，行之有效的降低了設(shè)備的損壞程度，降低了人工維護的成本。

1.5 電話回訪功能

此電路系統(tǒng)在對其故障檢測和自動報警實施后，還可使用電話訪問功能，它可以對故障位置和具體故障檢測做出回應(yīng)，使得維修管理更加方便快捷。

2 高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計技術(shù)優(yōu)點

2.1 操作方便，安全系數(shù)高

高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計它的操作方式清晰實用，人性化界面易于操作，同時使用全硬件設(shè)備，無需安裝其它軟件或插件，直接通過網(wǎng)頁瀏覽器便可實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控和管理；其次通過對原有家用型插線板的替換，達到了工業(yè)級供電標(biāo)準(zhǔn)，有效的消除了火災(zāi)、觸電等安全用電隱患的發(fā)生。

2.2 高效查詢設(shè)備信息

高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)終端通過計算機控制。它可通過瀏覽器，輸入設(shè)備、地址等信息，便可實時獲取所有網(wǎng)絡(luò)電源分配單元下聯(lián)用電設(shè)備的當(dāng)時工作狀態(tài)，包括當(dāng)時環(huán)境溫度、濕度及用電設(shè)備的線路、電路等信息的查詢。

2.3 自動設(shè)定設(shè)備的監(jiān)控方式

由于高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有實時監(jiān)控，高效查詢的智能功能，所以它在工作時可根據(jù)用戶需要自定義用電設(shè)備的監(jiān)控方法及探測方式，實現(xiàn)平臺的自動完成對所有下聯(lián)用電設(shè)備的探查、異常報警功能。

2.4 實現(xiàn)智能人性化管理

高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以細化每一用電設(shè)備的管理歸屬人，和每一工作人員名下的所有用電設(shè)備；可通過網(wǎng)頁完成對下聯(lián)用電設(shè)備的電力供應(yīng)的通斷；長途鏈接電路設(shè)備異常情況下，不影響內(nèi)部環(huán)境的正常供電和對電力的控制；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，可使用電路訪問管控設(shè)備；詳盡的日志記錄功能，保證維護工程師可以隨時追溯人員時間的所有異常報警信息。這些智能人性化的管理，有效的節(jié)省了大量的人力物力，降低了運行成本的支出。

3 高速數(shù)字電路噪音的產(chǎn)生原因

高速數(shù)字電路噪音的產(chǎn)生主要是由于電路中的數(shù)字電路和電源部分產(chǎn)生的。在高速數(shù)字電路中，普遍存在高頻的數(shù)字電平，這些電平可以產(chǎn)生三種噪音：（1）電磁輻射。電路中只要有電流的經(jīng)過，就會有電磁的產(chǎn)生，況且是高速數(shù)字電路，它的電磁感應(yīng)更強烈，電荷運用的更快，就像電視的天線一樣，通過發(fā)射電磁波來干擾旁邊的電路，也就是我們常說的噪音，確切的說應(yīng)該是電磁輻射。（2）耦合噪音。高速數(shù)字電路和旁邊的電路存在一定的耦合，噪聲可以直接在電器上影響其他的電路，這種噪音要不電磁輻射大很多，但它又是不可避免的。（3）電源噪音。在高速數(shù)字電路中，如果是線性電源，低頻50HZ就是一個嚴(yán)重的干擾源，高于50HZ都會嚴(yán)重的影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，形成連貫的噪音；再加上初級進來的交流電，本身就不純凈，而且屬于波浪型的正弦波，容易對旁邊的電路產(chǎn)生電磁干擾，也會導(dǎo)致“吱吱”的電磁噪音，如果是開關(guān)電源的話，噪音更嚴(yán)重，因開關(guān)電源工作在高頻狀態(tài)，并且在輸出部分存在很臟的諧波電壓，這些都會對整個電路產(chǎn)生很大的噪音。

4 抑制高速數(shù)字電路系統(tǒng)噪音的措施

4.1 電路系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計控制噪音措施

在高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，其內(nèi)部元件和結(jié)構(gòu)的合理性安全非常關(guān)鍵，它的大小容積等都不同程度的影響整個電路系統(tǒng)的噪音，為有效的抑制噪音，我們采取以下措施：（1）電路板內(nèi)部器件布置不可過密，使各部件都具有良好的通風(fēng)和透氣性能。（2）改善整個電路系統(tǒng)的散熱條件，分散設(shè)置穩(wěn)壓電源，防止高溫高壓的出現(xiàn)。（3）設(shè)計過程中，在配線和安裝位置上盡量減少不必要的電磁耦合，減少公共阻抗值，有效的防止電磁噪音的出現(xiàn)。（4）實行一點接地設(shè)計。

4.2 高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)外部噪音的抑制措施

（1）對于中高壓電路附近的景點感應(yīng)噪聲，可采取對電子裝置和引線加接地的金屬屏蔽，或遠距離傳送信號的輸入輸出線用良好的接地屏障，盡可能縮短信號線長度，減少電路阻抗，對整個高速數(shù)字電路系統(tǒng)實現(xiàn)全屏蔽。（2）對于周圍強磁場引起的噪聲，可采取信號線遠離產(chǎn)生電磁感應(yīng)的電力線，使得兩者相互垂直，減少接觸磁場效應(yīng)，或者施加電磁屏蔽。（3）對于高速數(shù)字電路系統(tǒng)高頻裝置、火花放電等電磁波噪聲、大功率調(diào)頻調(diào)幅電磁波等可以采取有效的隔斷噪聲傳遞途徑的控制，和更換產(chǎn)生較大干擾的元器件等措施。

通過電路系統(tǒng)內(nèi)部和外部的有效配合，有針對性的對系統(tǒng)合理的接地、在電路的電壓輸出端加去耦電容、采用電磁屏蔽技術(shù)等措施，很好的抑制電路系統(tǒng)中噪聲的產(chǎn)生。

5 未來高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有功能和性能全方位的技術(shù)服務(wù)，它將引導(dǎo)電子技術(shù)進入一個新的領(lǐng)域，一個科學(xué)的、覆蓋面廣的技術(shù)領(lǐng)域，提供更全面、更安全的服務(wù)和指導(dǎo)，它具有最精細的管理和最人性化的控制方法，滿足各種用戶對各種電路分配節(jié)點的靈活控制，作為我們未來的發(fā)展方向和主要研究對象，還需要在技術(shù)上改革創(chuàng)新，實現(xiàn)3D模擬數(shù)字電路的全程動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)去耦網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的全方位跟蹤監(jiān)測技術(shù)，和創(chuàng)新產(chǎn)品碳納米管的高速數(shù)字電路系統(tǒng)的應(yīng)用，合理有效的抑制系統(tǒng)內(nèi)噪聲的產(chǎn)生，使之達到音頻、視覺等高品質(zhì)完美技術(shù)的融合，進一步提高高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)領(lǐng)域。

6 結(jié)語

綜上所述，高速數(shù)字電路發(fā)展逐漸由傳統(tǒng)的高能耗電路系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芄芾?、控制電源分配網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，它不但完善了電路的噪聲控制，實行了遠程監(jiān)控、查詢、檢測故障的功能，還可以進一步提供給客戶更安全、快捷的服務(wù)，同時它也是新一代電子技術(shù)的突破。隨著高科技技術(shù)的進步，未來高速數(shù)字電路電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將向著更高層次，更高領(lǐng)域延伸，作為高科技時代的一員，我們應(yīng)具備更強的電路網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ)，全方位的電路控制技術(shù)和相當(dāng)豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗，來面對全自動、智能化的技術(shù)洗禮和挑戰(zhàn)。

參考文獻

[1]史凌峰，楊一洲.基于信號返回路徑寬度的阻抗匹配技術(shù)研究[J].電波科學(xué)學(xué)報，2010（6）.

[2]畢明，陳光福.高速數(shù)字電路中信號反射的分析及解決方案[J].中國測試技術(shù)，2007（1）.

[3]劉濤，馬嘉俊.一種新型緊湊寬帶平面電磁帶隙結(jié)構(gòu)[J].電子與信息學(xué)報，2009（4）.