搜索详解电源完整性（二） ▏PDN阻抗是随频率变化而变化【转发】
2017-06-30 by:CAE仿真在线 来源:互联网
作者陈永真,现在就职于外资芯片公司,从事芯片的电源完整和信号完整性性方面的工作,对电源完整性和信号完整性有一定的认识,借助SI-List【中国】平台,与大家分享一些对信号完整性和电源完整性方面的心得,与大家一起学习讨论,本次内容共分N期,详细介绍电源完整性的来龙去脉,在这里分享出来,主要是方便大家交流学习,如果有侵犯到您的版权,请与群主联系,及时删改,谢谢!
(二)电源传输网络阻抗随频率变化而变化
前面提到电源传输网络或存在一些寄生的电感和电容,甚至有些设计中,设计人员会人为的添加一些去耦电容,这些电感和电容使得电源传输网络表现出针对不同频率信号有着不同的阻抗。为了能够更好的理解这种特性,我们有必要了解一下集总电路的分析方法。这里先使用集总分析方法来看一个是串行谐振电路和一个是并行谐振电路。
串行谐振电路
串行谐振电路定义为一个电容和一个电感串联的电路,具体电路如下图所示。
当XC(容抗)和XL(感抗)的幅度相同,相位相反时,电流为最大,也就是在这种情况下阻抗最小。这种情况发生的频率为串行谐振频率,串行谐振频率可以由如下公式获得:
电路的频域阻抗曲线如下图所示。
并行谐振电路
并行谐振电路是由一个电容和一个电感并行连接而成, 具体电路如下图所示:
当XC(容抗)和XL(感抗)的幅度相同而相位相反,则可以通过最小的电流,也就是说阻抗最大,这时的频率称之为并行谐振电路。谐振频率由如下公式得到:
电路的频域阻抗曲线如下图所示。
通过对以上2种电路的分析,我们知道电源分布网络表现的阻抗相对于频率来说不再是一个常数,而是一个随着频率变化而变化的阻抗值。加上芯片对电流的需求是随着时间变化的,最终用电芯片得到的电压也将是一个随着时间而变化的电压。我们通常称这些变化的电压成份为电压噪声。接下来我们会详细了解电源传输网络的各个组成部分,然后对电源传输网络进行建模。
参考文献:
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Xilinx WP411, “Simulating FPGA Power Integrity Using S-Parameter Models”
转自微信公众号:SI-list【中国】
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