我有一个由3.7V多晶硅电池供电的RC设备，其中包括一个电动机和一个40KHz声纳。声纳传感器上的电压被放大，然后进行交流电。电机由2KHz PWM驱动。

电动机关闭时，一切正常。电动机打开时，我的VBAT上有一个2kHz的0.5V压降，很难消除这一点-可能是因为电动机的导线较长。我在2线制电动机上确实有一个二极管。

无论如何，最大的问题是我在传感器上也得到了2kHz的10mV尖峰。这会产生噪音，从而无法分析声纳读数。信噪比不够大。

电机关闭时的传感器噪音：

电动机开启时的传感器噪音：

我不能真正改变电动机电线的规格，并且VBAT下降不会造成任何其他问题。有办法避免这种噪音吗？

我将从考虑您的接地方案开始。您的电动机可能是由PWM驱动的，它可能会以50kHz的频率快速打开和关闭电压。这意味着有时我们有相当大的电流流过电机，然后过了一会儿就没有电流了。这会导致几个问题。

电源滤波

第一步是确保在每个组件附近的电池正负极之间有去耦电容。这些为高频电流提供了低阻抗路径。换句话说，它们提供了附近的电量储备来满足突然的电流需求，而无需一直到电池。

接地线

考虑以下电路：

此处，电阻器R1，R2和R3实际上不是电阻器，而是代表导线中的电阻。我已经将声纳传感器建模为理想的电压源V1，并绘制了运算放大器U1来代表您的放大器。您的实际电路当然会更复杂，但这将证明问题所在。

考虑坏的情况。电动机运行时，R1和R2中流过大电流。根据欧姆定律，这些电阻（最明显的是R2）会出现电压降。电动机打开时，V1处的“接地”与U1处的“接地”明显不同。这些差异被U1放大。

如果我们将电动机重新布置为更类似于GOOD原理图，那么电动机电流仍将导致R1上的电压降，但这将对传感器和放大器产生同等影响，因此这并不是什么大问题。R3仍有可能搞乱事情，但目前的可能性很小。

在BEST原理图中，我们也将放大器和传感器连接到一个公共点，以避免出现该问题。这就是所谓的星空。您的传感器和放大器电流可能足够小，因此没有必要，但是无论如何您都可以做到。

重要的是要记住，我们只是考虑了电池的接地侧，但是这些相同的考虑同样可以适用于电池的另一侧。启发来自考虑电流流向何处以及在何处测量电压，请考虑该电压的参考值。

感应耦合

另一个噪声源可能是意外的电感耦合。当电流流过电动机时，电流成环流动。该回路中的电流会产生磁场。随着通过PWM驱动器打开和关闭电机而使磁场变大和变小，电路中的所有其他导线将根据感应定律经历电压变化。

为了最大程度地减小这种影响，您需要使杂散电感保持较小。考虑到物理路径电流必须从电池流过电动机的驱动电路，再流向电动机，再流向驱动器，再流向电池。这将造成一个循环。该环路越大，其电感越高。通过使接地和电池正极连接尽可能地靠近，使环路尽可能小。

对声纳传感器执行相同的操作。另外，请避免使两者靠近或平行运行，因为这会使它们的互感更强。

如果事实证明不足以解决问题，则可以考虑构建差分放大器。我不会详细描述它，因为我怀疑这些其他改变就足够了，并且正确设计差分放大器系统非常复杂，值得提出一个自己的问题。但是，如果解决了其他问题，则设计良好的差分放大器可以很好地抑制噪声，从而可以测量掩埋在噪声中的真正微小信号，例如神经产生的电脉冲。