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模塊電源完整性仿真分析

來源: 發布時間:2018-06-05 14:22:32 次瀏覽
模塊電源完整性的仿真分析來說,主要是分析平面的疊層結構是否合理,其平面的諧振是否在許可的范圍內,通過分析供電平面之間的阻抗特性,確認所做的諧振的處理是否滿足設計的要求。
  諧振較強的區域的走線,其訊號相會走在一個浮動的參考平面上,此時信號質量會變差。若此時走線的有效長度正好是諧振頻點的1/4時,會造成天線效應。因諧振的仿真分析需要2個相鄰的平面,4層及以上疊層結構的PCB才適合做諧振的仿真分析;出現諧振問題,可以通過改變平面的幾何結構和通過合理的添加去耦電容,壓低供電模塊電源的目標阻。
  圖5為不加載供電平面間去耦電容時的模塊電源與地平面的諧振特性。
  諧振區域顯示灰色較淺區域,諧振幅度較小,諧振的影響可以忽略不計。在諧振模式5中,在左上角和右下角呈現灰色較深區域,諧振幅度較大,需要對這兩塊諧振幅度較大的區域添加合適的去耦電容,消除平面之間較大的諧振。從以上諧振仿真分析的結果可以看出,需要對諧振模式3和諧振模式5進行有效的去耦,在諧振幅度較大的區域合理的添加去耦電容,消除或減弱諧振所帶來的影響。
  2.2加載去耦電容,諧振平面進行優化后的諧振仿真分析電容需要的公司模型,此處根據實際使用的情況,選擇AVX的電容模型,重新運行諧振的仿真分析,如圖6所示。
  諧振模式1,右側具有較大的諧振,需要在對應的區域做去耦優化處理。而諧振模式2、3、5、6、7、8、9的諧振區域為綠色或淺綠,諧振幅度可以忽略不計。諧振模式4,右下側有較大的諧振模式需要做對應的去耦處理。諧振模式10,在左下角和右上角具有較大的諧振,需要額外關注。
  可以看出合理地添加去耦電容后,原先諧振模式3和諧振模式5的較大振幅的諧振已消除,但新引入了諧振模式1、諧振模式4(諧振較弱)和諧振模式10,因PCB上信號的通信頻率遠低于諧振模式10的諧振頻率,因此需要在現在的基礎上,在諧振模式1和諧振模式4諧振較大的區域合理的添加去耦電容,消除新引入的諧振。
  在諧振較大的區域合理的添加去耦電容,合理地添加去耦電容后,再在PCB中更新PCB的布局布線,重新迭代驗證去耦的有效性。
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