我目前看过的最好的PI解释--浅显易懂
时间:10-02
整理:3721RD
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虽然不全面但是相当不错的解释
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by dzyseu:
电源和地层大块平面间构成了谐振腔,高速数字信号经过时,犹如快艇在湖面掀起一阵波浪,电源地之间电压起了波动。
既然是谐振(机械上叫共振),就要固有频率,这个固有频率是与电源和地平面的形状、中间的介质参数(介电常数、损耗、厚度)有关系的。一旦这些参数定下来,固有频率就定下来了,犹如铜锣一旦造好,它能发出的声音就固定了。固有频率有很多,犹如铜锣发出的声音有很多谐波一样。
对于PCB这个铜锣,打击它的锤子就是高速信号。高速信号含有丰富的频谱成分,其中有一些跟PCB电源地的固有频率一样,那么就波动了。如果,固有频率中最低的一个高达10GHz(假如),而信号的频谱成分到5GHz后面就没有了,那么,这个信号是无法引起电源地之间的电压波动的。
阻抗分析得到的是阻抗与频率的关系,那些山峰就是对应了固有频率,这些频率的激励会引起谐振。我们取其中一个山峰频率,加上一个该频率的正弦波,作一个AC分析,就可以观察到电源地平面上的谐振模式(电压分布)。
PI设计,就是先作阻抗分析,看看最低的固有频率在什么地方,如果太低,需要我们改变结构(电源低形状、介质厚度等),使得最低频率比较高。然后,我们对比较低的几个频率作AC仿真,看看各自对应的电压波动模式,是否有关键器件落在波动最大的地方。然后,我们可以加去耦电容,再作AC分析。
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by dzyseu:
电源和地层大块平面间构成了谐振腔,高速数字信号经过时,犹如快艇在湖面掀起一阵波浪,电源地之间电压起了波动。
既然是谐振(机械上叫共振),就要固有频率,这个固有频率是与电源和地平面的形状、中间的介质参数(介电常数、损耗、厚度)有关系的。一旦这些参数定下来,固有频率就定下来了,犹如铜锣一旦造好,它能发出的声音就固定了。固有频率有很多,犹如铜锣发出的声音有很多谐波一样。
对于PCB这个铜锣,打击它的锤子就是高速信号。高速信号含有丰富的频谱成分,其中有一些跟PCB电源地的固有频率一样,那么就波动了。如果,固有频率中最低的一个高达10GHz(假如),而信号的频谱成分到5GHz后面就没有了,那么,这个信号是无法引起电源地之间的电压波动的。
阻抗分析得到的是阻抗与频率的关系,那些山峰就是对应了固有频率,这些频率的激励会引起谐振。我们取其中一个山峰频率,加上一个该频率的正弦波,作一个AC分析,就可以观察到电源地平面上的谐振模式(电压分布)。
PI设计,就是先作阻抗分析,看看最低的固有频率在什么地方,如果太低,需要我们改变结构(电源低形状、介质厚度等),使得最低频率比较高。然后,我们对比较低的几个频率作AC仿真,看看各自对应的电压波动模式,是否有关键器件落在波动最大的地方。然后,我们可以加去耦电容,再作AC分析。
确实很形象,细看之下还是不解之处:
高速信号虽然是锤子,但是引起电源地之间的电压波动应该是开关噪声SSN,而不是高速信号。SSN才是在电源地平面上传播的信号,就相当于锤子打击铜锣产生的包含多种谐波的波一样。
这样一来我们关注的对象就是SSN,而不是高速信号本身。就像我们应该关注是快艇引起的是什么波浪,而不是快艇是哪种快艇一样。
是不是用我们初中学过的行军过桥也可以解释呢,桥本身有它的固有频率,当行军过桥的频率和桥的固有频率一样的时候,那么桥很容易会断裂。
桥就相当于PCB的电源地平面,行军就相当于干扰信号。干扰信号的频率和电源地平面的固有频率越接近,那么电源的上冲下冲就会越厉害。
这是我个人的理解啊
说得很好,值得顶一下
比喻不错的说。
说的非常不错,太牛了
简单易懂
确实不错,谢谢分享
谢谢分享 说的通俗易懂
very good
浅显易懂
非常不错
好形象!有些理解了
好形象!有些理解了
比喻的非常恰當!
初步知道PI是做什么的了,哈哈,很形象~~
不错。
