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如何才能避免在DSP系统中出现噪声和EMI问题
王兰
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在任何高速数字电路设计中，处理噪声和电磁干扰（EMI）都是一个必然的挑战。处理音视频和通信信号的数字信号处理（DSP） 系统特别容易遭受这些干扰，设计时应该及早搞清楚潜在的噪声和干扰源，并及早采取措施将这些干扰降到最小。良好的规划将减少调试阶段中的大量时间和工作的反复，从而会节省总的设计时间和成本。如今，最快的DSP的内部时钟速率高达数千兆赫，而发射和接收信号的频率高达几百兆赫。这些高速开关信号将会产生大量的噪声和干扰，将影响系统性能并产生电平很高的EMI。而DSP系统也变得更加复杂，比如具有音视频接口、LCD和无线通信功能，以太网和USB控制器、电源、振荡器、驱动控制以及其他各种电路，所有这些都将产生噪声，也都会受到相邻元器件的影响。音视频系统中特别容易产生这些问题，因为噪声会引起敏感的模拟性能的下降，而对于离散的数据来说却不明显。至关重要的是从设计的一开始就着手解决噪声和干扰问题。许多设计第一次都没有通过联邦通信委员会（FCC）的电磁兼容测试。如果在早期的设计中在低噪声和低干扰设计方法上花费一些时间，就会减少后续阶段的重新设计成本和产品的上市时间的延迟。因此，从设计的一开始，开发工程师就应该着眼于：
1. 选用在动态负载条件下具有低开关噪声的电源；
2. 将高速信号线间的串扰降到最小；
3. 高频和低频退耦；
4. 具有最小传输线效应的优良的信号完整性；
如果实现了这些目标，开发工程师就能有效避免噪声和EMI方面的缺陷。
噪声的影响及控制
对于高速DSP而言，降低噪声是最重要的设计准则之一。来自任何噪声源的过大的噪声，都会导致随机逻辑和锁相环（PLL）失效，从而降低可靠性。还会导致影响FCC认证测试的辐射干扰。此外，调试一个噪声很大的系统是极端困难的；因此，要消除噪声-如果能够彻底消除的话-则要求在电路板设计中花费大量的功夫。在音视频系统中，即便是比较小的干扰，也会对最终产品的性能产生显著的影响。例如，音频捕获和回放系统中，性能将取决于所用的音频编解码的质量，电源的噪声，PCB布线质量，以及相邻电路间的串扰大小等。而且，采样时钟的稳定度也要求非常高，以避免出现不希望的杂音，如在回放和捕获过程中的“砰砰”声和“咔嚓”声。
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