高速信號的電源完整性分析(完整版)
【正文】 電壓的跳動。當(dāng)大量芯片的輸出同時開啟時，將有一個較大的瞬態(tài)電流在芯片與板的電源平面流過，芯片封裝與電源平面的電感和電阻會引發(fā)電源噪聲，這樣會在真正的地平面 (0 V)上產(chǎn)生電壓的波動和變化，這個噪聲會影響其他元器件的動作。電容的各種等效模型如下： 圖 電容的各種等效模型 電源分配系統(tǒng)設(shè)計 電容的等效阻抗和串聯(lián)諧振頻率分別為： 電容的阻抗變化與頻率的關(guān)系： 圖 電容阻抗隨頻率變化的曲線圖 R12? ?f LC22S222?????? ?????fL sRZ fC電源分配系統(tǒng)設(shè)計 從諧振頻率的公式可以看出，電容大小和 ESL值的變化都會影響電容器的諧振頻率： 由于電容在諧振點(diǎn)附近的阻抗最低，所以設(shè)計時盡量選用諧振頻率和實際工作頻率相近的電容。 ? 靜態(tài)電源網(wǎng)格分析法 靜態(tài)電源網(wǎng)格分析法無需額外的電路仿真即能提供全面的覆蓋。 ④ 最后，由于單個電源網(wǎng)格就有如此多的考慮因素，基于全面動態(tài)仿真的電源網(wǎng)格分析法將難以適應(yīng)設(shè)計規(guī)模的進(jìn)一步增加。 圖 低頻下與高頻下的回流路徑 電路板中電源系統(tǒng)設(shè)計 ? 疊層數(shù)影響因素 性能和成本是決定疊層數(shù)的兩個重要指標(biāo)，通常設(shè)計人員都必須在這二者之間進(jìn)行折中選擇。 (2) 信號層和敷銅層要間隔放置，最好每個信號層都能至少和一個敷銅層緊鄰。在高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，使用電源和地層來代替以前的電源和地總線的優(yōu)點(diǎn)在于： ? 為數(shù)字信號的變換提供了一個穩(wěn)定的參考電壓。 電源分配系統(tǒng)設(shè)計 ? 動態(tài)電源網(wǎng)格分析法 動態(tài)電源網(wǎng)格分析法不僅要求提取電源網(wǎng)格的寄生電阻，還要求提取寄生電容，并要完成電阻 RC矩陣的動態(tài)電路仿真。 圖 電容和 ESL的變化對頻率特性的影響 電源分配系統(tǒng)設(shè)計 2. 電容的使用 —— 選取合適電容值的計算方法 方法一：通過負(fù)載的瞬間電流消耗 計算步驟
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