高速數(shù)字電路封裝電源完整性分析
接著,我們固定Pkg厚度為0.15mm,分別改變PCB厚度為0.15mm、0.4mm、0.8mm、1.6mm,PCB厚度對(duì)S參數(shù)的影響結(jié)果如圖13所示,可以看到PCB電源層厚度對(duì)整體趨勢(shì)影響并不大,只有低頻部分少有差異,厚度增加第一個(gè)零點(diǎn)小高頻移動(dòng),高頻部分只稍有差異。
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圖13 不同PCB電源層厚度對(duì)|S21|的影響
電容擺放距離的影響
我們知道去耦電容的位置距離噪聲源越近越好,因?yàn)槟軠p少電容到噪聲源之間的電感值,讓電容更快的吸收突波,降低噪聲,達(dá)到穩(wěn)定電壓的作用。同樣降低電源層厚度能減小電源平面寄生電感,也能起到相同作用。在模擬上我們改變電容在封裝上和測(cè)試點(diǎn)之間的距離,分別為1.7cm和0.2cm,Pkg和PCB電源層厚度分兩種情況,第一種Pkg 0.15mm和PCB 0.7mm,第二種情況,Pkg1.6mm和PCB 0.7mm,電容100nF、ESR 0.04ohm、ESL 0.63nH。
圖14 電容與測(cè)試點(diǎn)的距離
圖15 不同電容與測(cè)試點(diǎn)的距離|S21|模擬結(jié)果
由模擬結(jié)果得知,當(dāng)因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/封裝">封裝結(jié)構(gòu)或繞線問(wèn)題,不能把電容放置在噪聲源附近是,我們可以藉由減低Pkg電源層厚度,減少噪聲的影響。
四、結(jié)論
最后,我們對(duì)高速數(shù)字電路如何中抑制噪聲做一總結(jié)。首先,去耦電容的理想位置是放置在Pkg上;ESR增大雖能把極點(diǎn)鏟平,但也會(huì)導(dǎo)致共振頻率深度變淺,電容充放電時(shí)間增大,會(huì)失去降低電源平面阻抗的功能;電容ESL增大會(huì)加快共振點(diǎn)后阻抗上升速度,所以ESL越低越好;電容數(shù)量越多越好,電容墻可以提高隔離效果;電容容值的選擇,需要根據(jù)噪聲頻段來(lái)選擇,盡量不要多容值混用,雖然這樣能增加噪聲抑制的頻寬,但也會(huì)增加共振點(diǎn)數(shù)量,如果噪聲剛好落在共振點(diǎn)上,疊加的效果可能會(huì)更嚴(yán)重;PCB電源平面厚度對(duì)Pkg上的S參數(shù)幾乎沒(méi)有影響,但在低頻,Pkg上板層厚度卻會(huì)影響PCB耦合上來(lái)的噪聲大小,Pkg板層越薄耦合上來(lái)的噪聲越小;高頻部分,主要受封裝影響,Pkg板層越薄,|S21|值越小。
評(píng)論