模块电源完整性仿真分析

发布日期:2019-12-05 15:19,查看次数:33

     对模块电源完整性的仿真分析来说,主要是分析平面的叠层结构是否合理,其平面的谐振是否在许可的范围内,通过分析供电平面之间的阻抗特性,确认所做的谐振的处理是否满足设计的要求。

     谐振较强的区域的走线,其讯号相会走在一个浮动的参考平面上,此时信号质量会变差。若此时走线的有效长度正好是谐振频点的1/4时,会造成天线效应。因谐振的仿真分析需要2个相邻的平面,4层及以上叠层结构的PCB才适合做谐振的仿真分析;出现谐振问题,可以通过改变平面的几何结构和通过合理的添加去耦电容,压低供电模块电源的目标阻。

  不加载供电平面间去耦电容时的模块电源与地平面的谐振特性。

  谐振区域显示灰色较浅区域,谐振幅度较小,谐振的影响可以忽略不计。在谐振模式5中,在左上角和右下角呈现灰色较深区域,谐振幅度较大,需要对这两块谐振幅度较大的区域添加合适的去耦电容,消除平面之间较大的谐振。从以上谐振仿真分析的结果可以看出,需要对谐振模式3和谐振模式5进行有效的去耦,在谐振幅度较大的区域合理的添加去耦电容,消除或减弱谐振所带来的影响。

  2.2加载去耦电容,谐振平面进行优化后的谐振仿真分析电容需要的公司模型,此处根据实际使用的情况,选择AVX的电容模型,重新运行谐振的仿真分析

  谐振模式1,右侧具有较大的谐振,需要在对应的区域做去耦优化处理。而谐振模式2、3、5、6、7、8、9的谐振区域为绿色或浅绿,谐振幅度可以忽略不计。谐振模式4,右下侧有较大的谐振模式需要做对应的去耦处理。谐振模式10,在左下角和右上角具有较大的谐振,需要额外关注。

  可以看出合理地添加去耦电容后,原先谐振模式3和谐振模式5的较大振幅的谐振已消除,但新引入了谐振模式1、谐振模式4(谐振较弱)和谐振模式10,因PCB上信号的通信频率远低于谐振模式10的谐振频率,因此需要在现在的基础上,在谐振模式1和谐振模式4谐振较大的区域合理的添加去耦电容,消除新引入的谐振。

 在谐振较大的区域合理的添加去耦电容,合理地添加去耦电容后,再在PCB中更新PCB的布局布线,重新迭代验证去耦的有效性。


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