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电源完整性的意义

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
在信号完整性受到大家重视的时候,电源完整性的热度好像不够,仔细想想,局限性确实不小
低频:开关电源的设计更多靠经验,或者功能级仿真来辅助,电源完整性分析好像能帮上的忙不多
100M以内,甚至50M以内的中低频: 电容的设计,经验法则在大多数情况下是够用的,甚至一些芯片公司提供的Excel表格型工具也能搞定这个频段的事情
100M以上:基本是IC的事情,和板级无关了
所以电源完整性仿真,除非能做到芯片到芯片的解决方案,加上封装以及芯片的模型,纯粹做板级的仿真意义不大
个人心得,不知道会不会偏颇,希望大家能来探讨

路过,帮顶。 free是SI 高手中的高手,今天来谈PI了。欢迎讨论

从趋势上看基本是这样了,早前做PI阻抗仿真的时候core电源需要在50M到100MHz内满足目标阻抗,但最近几年随着功率的增大,这个频率在板级已经越来越难以满足了,有些大的芯片厂家已有明确要求在板级只要在20MHz内满足目标阻抗就可以了,剩下的就交给IC来完成,这样看来,PI仿真如果没有考虑芯片只是在板级还真的是意义不太大了,个人完全同意小编的看法。

随着这个趋势越来越明显,开始思考一个问题: 电源地间平板电容的作用,到底有多大?
我们一直以来的设计,都要求电源与地紧耦合,形成平板间电容,有助于高频噪声的滤波
  
不过PI的仿真又告诉我们,100M以上的PDN阻抗主要靠IC的Die电容,如果Die电容足够大,高频的阻抗会被拉得足够低
  
我们的仿真也证实这一现象,一些Core电源,50M以上的PDN在加入Die电容的时候,阻抗很低,基本不用考评高频的噪声问题了
行业一些芯片的趋势也证明这一点,Intel,Boardcom的一些芯片,都只要考虑77M甚至22M以内的PDN阻抗就已经足够了
  
在这样的情况下,强调电源地平面板间电容有什么作用,这个电容在100M以内影响不大,100M以上又只关IC电容的事情,平板间电容的位置不是很尴尬吗?

如果不考虑平板电容在高频的滤波效果,那就只有一个主要作用,那就是减少电容的安装电感了
看看这个图片的原理

平板间电容到底对安装电感的影响有多大呢,找个时间仿真看看结果

学习了

高手一席话,胜读几年书。果然如此~~期待小编继续放料,关注中……

电源与地紧耦合不仅形成平板电容,重要的是减小平面的自感,更利于阻抗优化,减少板级去耦电容数量从而优化成本。封装和DIE级别的电容都会大幅增加芯片成本

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