工字电感在使用中出现噪音,可以从以下几个方面来分析原因:
(1)使用的工字电感封装尺寸是否与电路板适配;
(2)可能是工字电感的磁芯材料有问题;
(3)可能是工字电感的磁芯粉末配方有问题
(4)还有可能是工字电感与电路板上 的其他电子元器件兼容问题导致的噪音!
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形成电源尖峰噪声
其中以导线电感引起的干扰为主。在实际设计中,应尽量避免该电感对电路的影响:在各集成电路的电源和地线间分别接入旁路电容,以缩短开关电流的流通途径;将电源线和地线设计成如图1(b)所示的格子形状,而不用图1(a)所示的梳子形状,这是因为格子状能显著缩短线路环路,降低线路阻抗,减少干扰。
当印制电路板上装有多个集成电路,且部分元件功耗较大,地线出现较大电位差,形成公共阻抗干扰时,宜将地线设计成如如图1(d)所示的封闭环路,这种环路无电位差,比图1(c)所示的方式有更高的噪声容限;应尽量缩短引线,将各集成电路的GND以最短距离连到电路板入口地线,降低印制导线产生的尖峰脉冲;让地线、电源线走向与数据传输方向一致,以提高电路板的噪声容限。
使用大量高速逻辑电路时常采用多层印制电路板,降低接地电位差,减少电源线阻抗和信号线间串扰。当没有多层板而不得不使用双面板时,必须尽量加宽地线线条,通常地线应加粗到可通过三倍于导线实际流过的电流量为宜;或采用小型母线方式,将公共电源线和地线尽量分别布于印制板两面边缘。当印制板插头有多个插头接触片时,应多备几个引线插头作地线使用,如图1(b)所示,并按总负载电流大小,在插头处接入1~10mF的钽电容器对电源母线去耦,并在去耦电容旁并联一个0.01~0.1mF的高频陶瓷电容器。
正确运用抗扰器件
进行印制板的电磁兼容性设计,应根据噪声的不同特点,正确选用抗扰器件:用二极管和压敏电阻等吸收浪涌电压,用隔离变压器等隔离电源噪声,用线路滤波器等滤除一定频段的干扰信号,用电阻器、电容器、电感器等元件的组合对干扰电压或电流进行旁路、吸收、隔离、滤除、去耦等处理。如果抗扰器件运用不当,那么不但不能有效减少干扰,甚至还会成为新的干扰源。
对电容器的选用和安装来说,钽电解电容器在低频段应用效果好,应装在电源入口处;陶瓷电容器在高频段应用效果好,应装在各集成电路的附近。安装电容器时,要尽量缩短引线,但不能为求引线短而忽视安装位置,应将其装在需要旁路的集成电路的Vcc和GND管脚近处,否则,电容器就毫无旁路意义。当板上信号导线阻抗不匹配时,会发生多次反射噪声,在线路终端和始端接入阻抗匹配电阻,可消除干扰。当印制导线较长时,线路电感会导致减幅振荡,串入阻尼电阻,可抑制振荡,增强抗干扰能力,改善波形。
合理布置器件
板上器件布局不当是引发干扰的重要因素,所以应全面考虑电路结构,合理布置印制板上的器件。首先应根据需要确定印制板的大小和形状,尺寸过大会使印制导线加长,阻抗增大,噪声容限降低;尺寸过小又不利于散热,邻近导线、器件易发生感应。
在印制板上布置元器件,原则上应将输入输出部分分别布置在板的两端;电路中相互关联的器件应尽量靠近,以缩短器件间连接导线的距离;工作频率接近或工作电平相差大的器件应相距远些,以免相互干扰。如常用的以单片机为核心的小型开发系统电路,在设绘印制板图时,宜将时钟发生器、振荡器等易产生噪声的器件相互靠近布置,让有关的逻辑电路部分尽量远离这类噪声器件。同时,考虑到电路板在机柜内的安装方式,最好将ROM、RAM、功率输出器件及电源等易发热器件布置在板的边缘或偏上方部位,以利于散热。
在印制电路板上布置逻辑电路,原则上应在输出端子附近放置高速电路,如光电隔离器等,在稍远处放置低速电路和存储器等,以便处理公共阻抗的耦合、辐射和串扰等问题。在输入输出端放置缓冲器,用于板间信号传送,可有效防止噪声干扰。
电路板上装有高压、大功率器件时,与低压、小功率器件应保持一定间距,尽量分开布线。在大功率、大电流元器件周围不宜布设热敏器件或运算放大器等,以免产生感应或温漂。
合理布置板间配线
板间配线会直接影响印制板的噪声敏感度,因此,在印制板联装后,应认真检查、调整,对板间配线作合理安排,彻底清除超过额定值的部位,解决设计中遗留的不妥之处。板间配线应注意以下几点:
(1)板间信号线越短越好,且不宜靠近电力线,或可采取两者相互垂直配线的方式,以减少静电感应、漏电流的影响,必要时应采取适宜的屏蔽措施;板间接地线需采用“一点接地”方式,切忌使用串联型接地,以避免出现电位差。地线电位差会降低设备抗扰度,是时常出现误动作的原因之一。
(2)远距离传送的输入输出信号应有良好的屏蔽保护,屏蔽线与地应遵循一端接地原则,且仅将易受干扰端屏蔽层接地。应保证柜体电位与传输电缆地电位一致。
(3)当用扁平电缆传输多种电平信号时,应用闲置导线将各种电平信号线分开,并将该闲置导线接地。扁平电缆力求贴近接地底板,若串扰严重,可采用双绞线结构的信号电缆。
(4)交流中线(交流地)与直流地严格分开,以免相互干扰,影响系统正常工作。
结语
一般而言,使用以上的基本抗干扰措施,可消除印制板90%左右的常见干扰。由于硬件的可靠性是设备的复杂性函数,要消除一些特殊的、小概率的干扰,就要采用特殊的、更复杂的硬件抗干扰电路。但过多地采用硬件抗干扰措施,会明显提高产品的常规成本,且硬件数量的增加,还会产生新的干扰,导致系统的可靠性下降。所以应根据设计条件和目标要求,合理采用一些硬件抗干扰措施,提高系统的抗干扰能力。
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实际上,打造自己的静音电脑并不难,电脑的噪音,无外乎来自这几个方面:电源风扇、CPU风扇、机箱风扇、显卡风扇的噪音;硬盘和光驱转动的噪音;共振的声音。我们听到的电脑运行时的嗡嗡声,就是这些声音的叠加,要有效降低电脑噪音,单独地使用一款静音电源或者是静音CPU风扇,往往并不能达到良好的效果,需要从每一个噪音源入手解决问题。一、消除电源风扇噪声电源风扇噪声通常分为转动噪声和震动噪声。转动噪声一般是由于风扇轴承缺乏润滑造成的。解决办法是在风扇轴承上滴数滴缝纫机油即可。而震动噪声一般是由于风扇叶不平衡,叶片在轴上松动以及轴承间隙过大造成的。如果是个别叶片积累污物,及时清除即可;若是风扇叶片缺损、不对称,或是轴承间隙过大,最好更换一个新的电源风扇。二、消除CPU风扇噪声CPU风扇的轴承和扇叶是最容易引起噪声的地方,长久使用后风扇的轴承可能由于缺油而摩擦太大,导致发出较大的噪声,可给风扇轴加点缝纫机油。具体操作是把风扇转轴上的标签小心揭开,加入油后再盖上。如果风扇扇叶的质量不是很好,经过一段时间的转动,扇叶有可能由于发热而变形,触及内壁,发出噪声。解决办法是拿刀片在划痕处轻轻地刮几下,增加扇叶与内壁之间的距离,避免两者摩擦。三、消除硬盘噪声硬盘的噪声可能来自于自身的震动,这个时候就不仅仅是发出烦人的噪声这么简单了,而是涉及到硬盘的安全问题。因为安装不当引起的震动有可能损坏硬盘,所以水平安装的硬盘必须与机箱平行,垂直安装的硬盘必须与机箱底面垂直,不能歪斜。最重要的是硬盘必须保持稳固的状态(建议固定硬盘时要用三颗以上的螺丝),但同时要注意硬盘的固定螺丝不能太长或拧得太紧,以防损伤电路板和盘片。四。消除光驱的噪音光驱的噪音问题往往难以解决,某些光驱的噪音甚至达到了惊人的地步,用部分朋友的话说,读光盘的时候就像直升机一样。一些朋友安装了像DVD-ROM Utilities的软件,在使用光驱,主要是观看影碟时,有效降低了光驱噪音。五、消除机箱震动噪声对于消除机箱震动噪音来说,我们可以在选购电脑时,注意机箱的硬度以及机箱与箱体的连接方式。材料太薄和用料太节约的机箱不坚固。用手轻轻挤压或扭转箱体就可以检查其硬度是否合格。箱盖与箱体采用螺丝固定的机箱比较稳定,而那种免螺丝的机箱则容易发生震动,最好在购买时考虑一下。另外,可以在安装和使用过程中采取一些适当的减震措施,如在箱盖内与箱体直接接触的部位贴上3~4毫米厚的塑料泡沫条,再拧紧箱盖.