噪声分类与频段：低频纹波、中频开关噪声、高频EMI
做深度相机电源设计这些年，我最大的体会就是——噪声这东西，不是看它有多大，而是看它出现在哪个频段。同一个100mV的纹波，放在50Hz和放在10MHz，对深度图的影响完全是两码事。
今天咱们就把噪声按频段拆开来看。我个人习惯把电源噪声分成三个频段：低频纹波（50Hz-1kHz）、中频开关噪声（100kHz-10MHz）、高频EMI（>10MHz）。每个频段的来源不同，对深度图的影响机制也不同。
一、低频纹波：50Hz - 1kHz
低频纹波，说白了就是电源的“呼吸声”。
来源：
- 工频整流后的100Hz/120Hz纹波（AC-DC没滤干净）
- LDO的负载瞬态响应
- 电池供电时的低频波动
对深度图的影响：
低频纹波会直接调制到激光驱动器的偏置电压上。你想想看，激光器的发光功率跟着纹波一起抖动，那接收端的光电信号自然也跟着抖。表现在深度图上，就是整幅图像的亮度周期性变化，像呼吸一样。
关键点：低频纹波主要影响深度图的全局均匀性，而不是局部精度。我见过一个项目，深度图边缘总是忽明忽暗，查了三天才发现是电源适配器的100Hz纹波没压住。
我的经验：对于ToF深度相机，低频纹波要控制在10mVpp以内。超过这个值，深度图的帧间一致性就会明显变差。我曾经用示波器测过，20mVpp的100Hz纹波，深度值波动能达到3-5cm。
二、中频开关噪声：100kHz - 10MHz
这个频段是深度相机电源设计的重灾区。为什么？因为DC-DC的开关频率基本都落在这个范围。
来源：
- DC-DC转换器的开关纹波（典型值300kHz-2MHz）
- 开关管的振铃（ringing，频率通常在5-10MHz）
- 数字电路的工作时钟谐波
对深度图的影响：
中频开关噪声最要命的地方在于——它和深度相机的调制频率容易产生混叠。举个例子，ToF相机常用的调制频率是20MHz，如果电源上有5MHz的开关噪声，两者混叠后会产生15MHz和25MHz的差频分量，直接干扰相位解算。
注意：中频噪声会导致深度图上出现条带状或网格状的固定图案噪声。我在一个项目中遇到过，DC-DC的1.2MHz开关纹波耦合到了传感器电源上，结果深度图出现了明显的竖条纹，像百叶窗一样。后来加了LC滤波才解决。
嗯，这里要注意一个细节：中频噪声的幅度不一定很大，但它的频率和深度相机的敏感频段重合，所以危害特别大。我建议把中频噪声控制在5mVpp以下，尤其是调制频率附近的噪声要重点压制。
三、高频EMI：>10MHz
高频EMI，说白了就是电源里的“毛刺”和“尖峰”。
来源：
- 开关管的快速开关边沿（dV/dt、dI/dt）
- PCB走线的寄生电感和电容谐振
- 时钟信号的高次谐波
对深度图的影响：
高频EMI主要影响深度相机的信噪比。这些高频分量会直接耦合到传感器的模拟前端，抬高噪声基底。表现在深度图上，就是像素级的随机噪声增加，像雪花一样。
关键点：高频EMI对边缘检测和细节还原的影响最大。我做过对比测试：当电源上的30MHz噪声从20mVpp降到5mVpp时，深度图的边缘精度提升了约40%。
避坑指南：我曾经在Layout时把DC-DC的电感放在了传感器电源走线旁边，结果高频磁场耦合进来，深度图全是噪点。后来把电感移开2cm，问题就解决了。所以高频EMI的抑制，布局比滤波更重要。
四、三个频段的对比总结
为了让你看得更清楚，我把三个频段的特性整理成了表格：
| 频段 | 频率范围 | 主要来源 | 对深度图的影响 | 建议抑制目标 |
|---|---|---|---|---|
| 低频纹波 | 50Hz - 1kHz | 工频整流、LDO瞬态 | 全局亮度波动、帧间抖动 | <10mVpp |
| 中频开关噪声 | 100kHz - 10MHz | DC-DC开关、振铃 | 固定图案噪声、条带 | <5mVpp |
| 高频EMI | >10MHz | 开关边沿、寄生谐振 | 随机噪声增加、信噪比下降 | <5mVpp |
五、知识体系框架图
下面这张图把三个频段的噪声来源、影响和抑制手段串在了一起，方便你建立整体认知：
这张图把三个频段的来源、影响、抑制目标串在了一起。你仔细看，每个频段的抑制手段其实是不一样的——低频靠LDO和大电容，中频靠LC滤波和布局，高频靠屏蔽和走线控制。后面几章我会逐个展开讲。
一句话总结：低频纹波影响“稳不稳”，中频噪声影响“干不干净”，高频EMI影响“细不细”。做深度相机电源，三个频段都得管，但管的方法不一样。
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