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电源完整性仿真与EMC分析培训讲学

来源:用户分享 时间:2025/5/22 3:41:24 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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图1-11

4、电源完整性分析软件对电容分布参数的计算:

使用SIWAVE也可以分析出电容的引线及过孔的电感对谐振点的影响,将上面的例子转换成siw文件,加入上述参数的电容(NPO 1000pf),设定PORT,得到如图1-12的阻抗-频率曲线。

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图1-12

从图1-12可以看出:SIWAVE计算阻抗时已经考虑了引线及过孔的影响,

1000pf电容的谐振点已经由225MHz向下漂移到150MHz左右。 【仿真电容问题总结】

1)电容的建模问题是PI仿真非常重要的一步,目前公司采用的电容厂家很多,参数不一致,影响PI仿真结果的准确性。一般国内的电容厂家的ESL/ESR值很难提供,可以借助于仪器测量得到参数;

2)在PCB上完成电容引线时,应该以最小ESL为原则,如:加粗引线,加大过孔等,尽量减小分布电感对谐振点的影响; 3)可以适当采用电容组合;

4)对高频段采用小电容要慎重,以防引线/过孔电感造成实际谐振点的向低漂移与产生新的谐振点(反谐振),高频段应该以改进与优化PCB设计为原则。

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二、 高速PCB的信号电源完整性分析与EMI控制

PCB板上存在有两个主要辐射源。第一是来自顶层和底层的传输线。假设这些线相对应的参考平面是理想的,那么它们的差模辐射是可以根据导线电流计算得到的。对于顶层和底层的传输线,尤其是时钟,应避免1/4波长的走线;第二个源就是边缘辐射。电磁场从激发区域经过电源地平面间传播到边缘,在那里产生辐射。平面上存在的任何过孔、不连续阻抗等,都将转变为电源/地噪声和边缘辐射,因此,边缘辐射直接和电源/地噪声和电源完整性相关。一块具有良好信号完整性的PCB很自然的具有较低的电源/地噪声和较低的边缘辐射。

下面结合高速PCB的SI和设计过程和本人在设计中积累的经验,介绍一些通用的设计规则和值得注意的设计要点:

1、

信号的过冲与振铃:

信号质量是我们首要关注的问题,信号的过冲与振铃会带来一系列可靠性问题,在EMI的测试方面,数据/地址等信号线的过冲与振铃是辐射背景噪声的主要贡献者。

图2-1

解决信号过冲与振铃问题的主要手段是端接,选用适当的拓扑结构等。

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在我们进行高速系统级仿真时,往往常常分析的问题是:当CPU通过总线,接插件,板间级连,PCB走线和多个对象通讯时,在不同对象个数、不同信号传输方向的情况下,系统的各个接收端波形会产生很大的差异,采用适当的端接策略可以解决这些SI问题,

下面举例说明:

图2-2

图2-2是一个典型的CPU通过板级互连的点到多点拓扑结构图,在源端已

经加匹配电阻端接,以下是CPU发送,IOP5接收,在不同负载的条件下,IOP5的

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