电源完整性和信号完整性,在电路板规划中的重要程度显而易见,本文简略介绍了电源完整性的仿真,在得到电源的阻抗曲线后,怎么设置去耦电容,下降其在整个作业频段中的阻抗,然后抵达下降EMI的意图。
首要,咱们挑选一块电路板。地图是公司的,所以这儿涂黑了,大约知道是块板子就行了。
咱们挑选一条5V的USB的走线,电源由右上角馈入,在左下角经过了4颗电容后抵达USB接口。
依照USB的标准,现在USB3.0的传输速度受硬盘影响,最高不超越1Gbps,因而咱们重视的频率在100kHz—2GHz,这儿将其设置为仿真频段,因为这根Net走线并不长,也没有蛇形的曲折部分,所以猜测其阻抗改变不是很大,为了给老板省本钱,这儿直选了3颗电容。首要得到仿真方针的 spice模型。
D9_1和JUSB1_1分别为馈入和馈出,相应的D9_4和JUSB1_5为GND管脚。设置电源内阻为0.1Ω,接下来进行电路衔接,3颗电容的方位先空着,检查这条Net的电源阻抗特性。
待仿真完毕后,得到这段电源走线的阻抗参数图,如下:
能够看到,因为这根USB走线相对较短,且布线相对比较标准,其阻抗在2GHz范围内改变并不是很大,最大391Ω。电源信号在该频段内存在几处显着的谐振,为了下降EMI,需求加加去耦电容。方针期望其在整个频段的阻抗下降到10Ω以下 。
接下来,将3颗电容衔接起来,分别为C1、C2、C3,初始容值均设置为1000pf,并串联3颗电阻,分别为R1、R2、R3。优化方针:100kHz—2GHz阻抗小于10Ω。
优化后得到的成果:
C1 = 3111.65
C2 = 3122.21
C3 = 3111.49
R1 = 7.14841
R2 = 16.6401
R3 = 40.4783
上图为1号端口的Z1_1曲线,绿色曲线为优化后的成果,赤色为初始成果。用了3颗%&&&&&%感觉还没抵达预订方针,可是从波形的平整度来看,的确要比开端好许多。
上图为2号端口的Z2_2曲线,绿色为优化后的成果,基本上满足要求了,而且波形的平整度很不错。
总结,layout板图在初始的规划进程就应该将电源完整性、信号完整性以及EMC问题考虑进去,这样会省去后续的很多的测验、整改及修正板图和工艺的时刻及本钱。
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