如何才能避免在DSP系統(tǒng)中出現(xiàn)噪聲和EMI問(wèn)題

　　在任何高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，處理噪聲和電磁干擾（EMI）都是一個(gè)必然的挑戰(zhàn)。處理音視頻和通信信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理（DSP） 系統(tǒng)特別容易遭受這些干擾，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該及早搞清楚潛在的噪聲和干擾源，并及早采取措施將這些干擾降到最小。良好的規(guī)劃將減少調(diào)試階段中的大量時(shí)間和工作的反復(fù)，從而會(huì)節(jié)省總的設(shè)計(jì)時(shí)間和成本。如今，最快的DSP的內(nèi)部時(shí)鐘速率高達(dá)數(shù)千兆赫，而發(fā)射和接收信號(hào)的頻率高達(dá)幾百兆赫。這些高速開(kāi)關(guān)信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲和干擾，將影響系統(tǒng)性能并產(chǎn)生電平很高的EMI。而DSP系統(tǒng)也變得更加復(fù)雜，比如具有音視頻接口、LCD和無(wú)線通信功能，以太網(wǎng)和USB控制器、電源、振蕩器、驅(qū)動(dòng)控制以及其他各種電路，所有這些都將產(chǎn)生噪聲，也都會(huì)受到相鄰元器件的影響。音視頻系統(tǒng)中特別容易產(chǎn)生這些問(wèn)題，因?yàn)樵肼晻?huì)引起敏感的模擬性能的下降，而對(duì)于離散的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)卻不明顯。至關(guān)重要的是從設(shè)計(jì)的一開(kāi)始就著手解決噪聲和干擾問(wèn)題。許多設(shè)計(jì)第一次都沒(méi)有通過(guò)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的電磁兼容測(cè)試。如果在早期的設(shè)計(jì)中在低噪聲和低干擾設(shè)計(jì)方法上花費(fèi)一些時(shí)間，就會(huì)減少后續(xù)階段的重新設(shè)計(jì)成本和產(chǎn)品的上市時(shí)間的延遲。因此，從設(shè)計(jì)的一開(kāi)始，開(kāi)發(fā)工程師就應(yīng)該著眼于：

　　1. 選用在動(dòng)態(tài)負(fù)載條件下具有低開(kāi)關(guān)噪聲的電源；

　　2. 將高速信號(hào)線間的串?dāng)_降到最??；

　　3. 高頻和低頻退耦；

　　4. 具有最小傳輸線效應(yīng)的優(yōu)良的信號(hào)完整性；

　　如果實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)，開(kāi)發(fā)工程師就能有效避免噪聲和EMI方面的缺陷。

　　噪聲的影響及控制

　　對(duì)于高速DSP而言，降低噪聲是最重要的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則之一。來(lái)自任何噪聲源的過(guò)大的噪聲，都會(huì)導(dǎo)致隨機(jī)邏輯和鎖相環(huán)（PLL）失效，從而降低可靠性。還會(huì)導(dǎo)致影響FCC認(rèn)證測(cè)試的輻射干擾。此外，調(diào)試一個(gè)噪聲很大的系統(tǒng)是極端困難的；因此，要消除噪聲-如果能夠徹底消除的話-則要求在電路板設(shè)計(jì)中花費(fèi)大量的功夫。在音視頻系統(tǒng)中，即便是比較小的干擾，也會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品的性能產(chǎn)生顯著的影響。例如，音頻捕獲和回放系統(tǒng)中，性能將取決于所用的音頻編解碼的質(zhì)量，電源的噪聲，PCB布線質(zhì)量，以及相鄰電路間的串?dāng)_大小等。而且，采樣時(shí)鐘的穩(wěn)定度也要求非常高，以避免出現(xiàn)不希望的雜音，如在回放和捕獲過(guò)程中的“砰砰”聲和“咔嚓”聲。