避免高速DSP系统中出现的噪声和EMI问题

避免高速DSP系统中出现的噪声和EMI问题
避免高速DSP系统中出现的噪声和EMI问题

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EM
I。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U
SB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