CN109802642B - 一种主板内存电源电路的噪声滤波方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主板内存电源电路的噪声滤波方法，所述主板内存电源电路中含有去耦电容，包括如下步骤：（1）测试干扰频谱图；（2）测试全频谱图；（3）找出干扰频率点或段；（4）测试干扰电平的大小；（5）消除干扰。本发明一种主板内存电源电路的噪声滤波方法，能够准确高效地测量、分析出主板电源的干扰来源，并针对性的将干扰有效消除；该方法还可用于其他主板的电源干扰的测量和调试，为以后的主板电源设计和噪声滤波，尤其是内存部分提供电容选型和布局参考价值。
Description
技术领域
本发明涉及去耦电容应用技术领域，特别是涉及一种主板内存电源电路的噪声滤波方法。
背景技术
主板带有供电的DC电源和使用电源的芯片或负载。如果芯片或负载电容比较大，电源要对负载进行充放电的过程，才会完成电平的转换。如果负载电流比较大或者是负载电容较大，这个跳变过程时间就很长。因为主板内存负载电流较大，而且主板处于工作状态下电流跳变较大，越大的电流和跳变，就会产生更大的信号反弹，这个反弹就是一种噪声，会影响系统的正常工作。
去耦电容的作用是去除干扰噪声，去除对负载电路电流变化造成的干扰滤波，避免主板上各个模块和电源之间的耦合干扰。电源中的去耦是当芯片内部进行电平转换或输出电流发生大的变化时，要瞬间从电源上抽取大电流，瞬时的大电流会导致电源上压降升高，从而引起对自身和其他器件的干扰，对受开关噪声影响的器件或线路起到抗干扰的作用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种主板内存电源电路的噪声滤波方法，能够对主板内存中的噪声进行准确的排查，进而将其滤除。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种主板内存电源电路的噪声滤波方法，所述主板内存电源电路中含有去耦电容，包括如下步骤：
（1）测试干扰频谱图：测试环境中的干扰频谱图，用于对比分析；
（2）测试全频谱图：测试所述主板内存电源电路中所有的去耦电容都存在时的全频谱图；
（3）找出干扰频率点或段：将步骤（2）中测试所得的全频谱图与步骤（1）中测得的干扰频谱图进行对比，确认出干扰频率点或段；
（4）测试干扰电平的大小：针对步骤（3）中得到的干扰频率点或段，先在所有的去耦电容都存在的情况下测出其对应的干扰电平的大小；再在去除所有的去耦电容的情况下测出对应的干扰电平的大小，并将两种情况下的干扰电平的大小进行比较；
（5）消除干扰：通过步骤（4）中两种情况下干扰频率点或段对应的干扰电平的大小的比较，在所述主板内存电源电路中通过调整去耦电容的容值，使步骤（3）中测得的所有的干扰频率点或段全部消失。
在本发明一个较佳实施例中，还包括分析步骤，根据步骤（4）中测试的干扰电平的大小，分析干扰的来源，从而对主板的电源干扰进行测试和调节。
在本发明一个较佳实施例中，所述调整去耦电容的容值的方法为：所述主板内存电源电路中增加去耦电容。
在本发明一个较佳实施例中，所述调整去耦电容的容值的方法为：改变电路中原有去耦电容的容值。。
本发明的有益效果是：本发明一种主板内存电源电路的噪声滤波方法，能够准确高效地测量、分析出主板电源的干扰来源，该方法还可用于其他主板的电源干扰的测量和调试，为以后的主板电源设计和噪声滤波，尤其是内存部分提供电容选型和布局参考价值。
附图说明
图1是本发明实施例1的主板内存电源电路VTT电路的旁路电路示意图；
图2是本发明实施例1的主板内存电源电路VTT电路的去耦电路示意图；
图3是本发明实施例1的主板内存电源电路的内存部分测量PCB位置示意图；
图4是本发明实施例1的主板内存电源电路的环境干扰频谱图；
图5是图3中去除所有的去耦电容在A点的全频谱图；
图6是533M干扰点在A点的频谱图；
图7是533M干扰点在B点的频谱图；
图8是去掉图2中四个去耦电容（C365/C76/C77/C357）后在B点测得的频谱图；
图9是去掉图2中所有去耦电容后的全频谱图；
图10是加上四个去耦电容（C365/C76/C77/C357）后测得的全频谱图；
图11是加上4个0.1μF和各2个470pF，2.7nF，10nF，470nF和10μF的电容，测得在PCB位置中的A点的频谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1-11，本发明实施例包括：
本发明揭示了一种主板内存电源电路的噪声滤波方法，所述主板内存电源电路中含有去耦电容，主要是利用去耦电容对主板内存电源电路中的噪声进行排查和滤除，具体包括如下步骤：
（1）测试干扰频谱图：测试环境中的干扰频谱图，用于对比分析；
（2）测试全频谱图：测试所述主板内存电源电路中所有的去耦电容都存在时的全频谱图；
（3）找出干扰频率点或段：将步骤（2）中测试所得的全频谱图与步骤（1）中测得的干扰频谱图进行对比，确认出干扰频率点或段；
（4）测试干扰电平的大小：针对步骤（3）中得到的干扰频率点或段，先在所有的去耦电容都存在的情况下测出其对应的干扰电平的大小；再在去除所有的去耦电容的情况下测出对应的干扰电平的大小，并将两种情况下的干扰电平的大小进行比较；
根据测试的干扰电平的大小，分析干扰的来源，从而对主板的电源干扰进行测试和调节；
（5）消除干扰：通过步骤（4）中两种情况下干扰频率点或段对应的干扰电平的大小的比较，在所述主板内存电源电路中通过调整去耦电容的容值，使步骤（3）中测得的所有的干扰频率点或段全部消失；其中，所述调整去耦电容的容值的方法有两种：一是在主板内存电源电路中增加去耦电容；二是改变电路中原有去耦电容的容值。
实施例1
以龙芯3A2000-MiniITX主板内存电源电路的去耦电容进行测试、分析。
请参阅图1-3，具体的方法步骤如下：
首先，测试VTT电路的去耦电路所在环境的干扰频谱图，即混啊静噪声频谱图，如图4所示；
其次，测试VTT电路在所有去耦电容都存在时，测量PCB位置中A点的全频谱图，如图5所示；
将图4和图5进行比较分析，可以得出：VTT电源上主要存在533M的展频干扰，但是目前还不能判断该干扰是来自内存还是来自其他地方。
然后测试533M干扰点在PCB位置中的A点的频谱图，如图6所示；
再测试533M干扰点在PCB位置中的B点的频谱图，如图7所示；
通过图6和7的对比可知，VTT在B点的533M干扰基本消失，说明533M干扰来自内存的VTT。A点到B点的布线中通过4个电容（C365/C76/C77/C357），目前不确定是否是这4个电容滤掉了533M的展频干扰。
下面，去掉A点到B点的布线中的4个电容（C365/C76/C77/C357），测试PCB位置中的B点的频谱图，如图8所示；
通过图6、7、8的对比分析，533M干扰在通过A点到B点基本消失，中间没有任何器件，说明A点到B点的布线是一个窄条形会产生较大的寄生耦合电容，然而就是这个寄生耦合电容起作用，把533M干扰滤掉了。
再去掉电路中的所有去耦电容，测得整个频谱图，如图9所示；再在该测试基础上，加上A点到B点的布线中的4个电容（C365/C76/C77/C357），进而测得整个频谱图，如图10所示。
通过图9和图5的对比分析可知，VTT去掉所有的去耦电容的图9比没有去掉一个电容的图5 要多出很多干扰频率点和段（80M-160M、300M-430M、800M），然后在一个个加上这些电容当加到4个电容时（图10）干扰点基本上跟全电容的图5一致。
再加上4个0.1μF和各2个470pF，2.7nF，10nF，470nF和10μF的电容，测得在PCB位置中的A点的频谱图，如图11所示。
从图11可以看出，不同大小的电容比单一大小的电容在全频段的去耦效果更加理想，不会出现单个的频率点，都比较平缓。因为不同大小电容的配合滤波频段会更宽些，被滤掉的频率也就多。
由以上测量可以分析出干扰来自内存模块工作时高速开关所产生的干扰，通过有针对性的调节去耦电容的容值，并在源头将其滤除，将干扰控制在小段的线路上，阻止干扰流窜到外部或者其他线路，从而影响主板的正常工作。
通过本发明一种主板内存电源电路的噪声滤波方法，能够准确高效地测量、分析出主板电源的干扰来源，该方法还可用于其他主板的电源干扰的测量和调试，为以后的主板电源设计和噪声滤波，尤其是内存部分提供电容选型和布局参考价值。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种主板内存电源电路的噪声滤波方法，其特征在于，所述主板内存电源电路中含有去耦电容，包括如下步骤：
（1）测试干扰频谱图：测试环境中的干扰频谱图，用于对比分析；
（2）测试全频谱图：测试所述主板内存电源电路中所有的去耦电容都存在时的全频谱图；
（3）找出干扰频率点或段：将步骤（2）中测试所得的全频谱图与步骤（1）中测得的干扰频谱图进行对比，确认出干扰频率点或段；
（4）测试干扰电平的大小：针对步骤（3）中得到的干扰频率点或段，先在所有的去耦电容都存在的情况下测出其对应的干扰电平的大小；再在去除所有的去耦电容的情况下测出对应的干扰电平的大小，并将两种情况下的干扰电平的大小进行比较；
（5）消除干扰：通过步骤（4）中两种情况下干扰频率点或段对应的干扰电平的大小的比较，调整所述主板内存电源电路中的去耦电容的容值，使步骤（3）中测得的所有的干扰频率点或段全部消失；所述调整所述主板内存电源电路中的去耦电容的容值的方法为：所述主板内存电源电路中增加去耦电容或改变电路中原有去耦电容的容值。
2.根据权利要求1所述的主板内存电源电路的噪声滤波方法，其特征在于，还包括分析步骤，根据步骤（4）中测试的干扰电平的大小，分析干扰的来源，从而对主板的电源干扰进行测试和调节。
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