電源完整性設計，設計者必學

電源完整性設計

在電路設計" >電路設計中，我們很關心信號的質(zhì)量問題，但有時我們往往局限在信號線上進行研究，而把電源和地當成理想的來，雖然這樣做能使問題簡化，但在高速設計中，這種簡化已經(jīng)是行不通的了。盡管電路設計比較直接的結果是從信號完整性上表現(xiàn)出來的，但我們絕不能忽略了電源完整性設計。電源完整性直接影響最終PCB’ target=’_blank’>PCB板的信號完整性。電源完整性和信號完整性二者是密切關聯(lián)的，而且下，影響信號畸變的主要原因是電源系統(tǒng)。 《版權聲明：本文由m.4811775.com整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。》

例如，地反彈噪聲太大、去耦電容的設計不合適、回路影響很嚴重、多電源/地平面的分割不好、地層設計不合理、電流不均勻等等。 《版權聲明：本文由m.4811775.com整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

（1） 電源分配系統(tǒng)


電源完整性設計是一件十分的事情，但是如何近年控制電源系統(tǒng)（電源和地平面）阻抗是設計的關鍵。理論上講，電源系統(tǒng)間的阻抗越低越好，阻抗越低，噪聲幅度越小，電壓損耗越小。設計中我們可以通過規(guī)定最大的電壓和電源變化范圍來確定我們希望達到的目標阻抗，然后，通過電路中的相關因素使電源系統(tǒng)各部分的阻抗（與頻率有關）目標阻抗去逼近�！栋鏅嗦暶鳎罕疚挠蒻.4811775.com整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

（2） 地反彈


當高速器件的邊緣速率低于0.5ns時，來自大容量數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)交換速率特別快，當它在電源層中產(chǎn)生足以影響信號的強波紋時，就會產(chǎn)生電源不穩(wěn)定問題。當通過地回路的電流變化時，回路電感會產(chǎn)生一個電壓，當上升沿縮短時，電流變化率增大，地反彈電壓。，地平面(地線)已經(jīng)不是理想的零電平，而電源也不是理想的直流電位。 .《版權聲明：本文由m.4811775.com整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

當開關的門電路時，地反彈變得更加嚴重。對于128位的總線，有50_100個I/O線在的時鐘沿切換。，反饋到切換的I/O驅(qū)動器的電源和地回路的電感盡的低，否則，連到的地上的靜止將出現(xiàn)一個電壓毛刷。地反彈隨處可見，如芯片、封裝、連接器或電路板上都有會出現(xiàn)地反彈，從而導致電源完整性問題。 《版權聲明：本文由m.4811775.com整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

從技術的發(fā)展角度來看，器件的上升沿將只會減少，總線的寬度將只會。保持地反彈在可接受的唯一辦法是減少電源和地分布電感。對于，芯片，意味著，移到一個陣列晶片，盡多地放置電源和地，且到封裝的連線盡短，以減少電感。對于，封裝，意味著移動 層封裝，使電源的地平面的間距更近，如在BGA封裝中用的。對于連接器，意味著使用更多的地引腳或重新設計連接器使其具有內(nèi)部的電源和地平面，如基于連接器的帶狀軟線。對于電路板，意味著使相鄰的電源和地平面盡地近。電感和長度成正比，盡使電源和地的連線短將降低地噪聲。 《版權聲明：本文由m.4811775.com整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。》

（3） 去耦電容

我們都知道在電源和地加電容可以降低系統(tǒng)的噪聲，但是到底在電路板上加多少電容？每個電容的容值多大合適？每個電容放在什么更好？類似這些問題我們都沒有去認真考慮過，只是憑設計者的經(jīng)驗來進行，有時甚至認為電容越少越好。在高速設計中，我們考慮電容的寄生參數(shù)，定量的計算出去耦電容的個數(shù)以及每個電容的容值和放置的具體的，確保系統(tǒng)的阻抗在控制范圍之內(nèi)，一個基本的原則是的去耦電容，一個都不能少，多余的電容，一個也不要。《版權聲明：本文由m.4811775.com整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�