電源系統(tǒng)作為電子設備中至關重要的組成部分，其穩(wěn)定性和可靠性直接關系到整個系統(tǒng)的正常運行。然而，在實際應用中，電源系統(tǒng)往往會受到各種噪聲的干擾，這些噪聲不僅會影響電源系統(tǒng)的性能，還可能對整個電子設備產生不良影響。本文將探討電源系統(tǒng)中噪聲的來源。

穩(wěn)壓電源芯片本身的輸出并非恒定不變，而是存在一定的波紋。這種波紋是由穩(wěn)壓芯片自身特性所決定的，一旦選定了穩(wěn)壓電源芯片，我們便無法對其產生的噪聲進行有效控制。這種噪聲雖然看似微小，但在高精度、高靈敏度的電子設備中卻可能引發(fā)嚴重的問題。

穩(wěn)壓電源在面對負載電流需求的快速變化時，往往無法做到實時響應。穩(wěn)壓電源芯片通過感知其輸出電壓的變化來調整輸出電流，從而將輸出電壓穩(wěn)定在額定值附近。然而，多數(shù)常用的穩(wěn)壓源調整電壓的時間都在毫秒到微秒量級，這意味著當負載電流變化頻率在直流到幾百KHz之間時，穩(wěn)壓源尚能較好地做出調整并保持輸出電壓的穩(wěn)定。但一旦負載瞬態(tài)電流變化頻率超出這一范圍，穩(wěn)壓源的電壓輸出便會出現(xiàn)跌落，進而產生電源噪聲。

隨著微處理器技術的不斷發(fā)展，其內核及外設的時鐘頻率已經(jīng)超過了600兆赫茲，內部晶體管電平轉換時間更是下降到了800皮秒以下。這無疑對電源分配系統(tǒng)提出了更高的要求，即必須在直流到1GHz范圍內都能快速響應負載電流的變化。然而，現(xiàn)有的穩(wěn)壓電源芯片顯然無法滿足這一苛刻要求，因此我們需要采用其他方法來補償穩(wěn)壓源的這一不足。

負載瞬態(tài)電流在電源路徑阻抗和地路徑阻抗上產生的壓降也是電源噪聲的重要來源之一。在PCB板上，任何電氣路徑都不可避免地會存在阻抗，無論是完整的電源平面還是電源引線。

對于多層板而言，通常提供一個完整的電源平面和地平面，穩(wěn)壓電源輸出首先接入電源平面，供電電流流經(jīng)電源平面到達負載電源引腳。地路徑與電源路徑類似，只是電流路徑變成了地平面。雖然完整平面的阻抗很低，但確實存在。如果不使用平面而改用引線，那么路徑上的阻抗將會更高。

引腳及焊盤本身也會存在寄生電感，當瞬態(tài)電流流經(jīng)此路徑時必然產生壓降。這使得負載芯片電源引腳處的電壓會隨著瞬態(tài)電流的變化而波動，從而形成由阻抗產生的電源噪聲。在電源路徑上表現(xiàn)為負載芯片電源引腳處的電壓軌道塌陷；而在地路徑上則表現(xiàn)為負載芯片地引腳處的電位與參考地電位不同（需要注意的是，這與地彈現(xiàn)象不同。地彈是指芯片內部參考地電位相對于板級參考地電位的跳變）。