Teknik PCB - Analisi integriti bekalan kuasa dalam litar PCB

Dalam rancangan PCB sirkuit, kita secara umum bimbang tentang kualiti isyarat, tetapi kadang-kadang kita kadang-kadang terbatas kepada kajian garis isyarat, dan bekalan kuasa dan tanah sebagai situasi ideal untuk menangani, walaupun ini boleh membuat masalah mudah, tetapi dalam rancangan kelajuan tinggi, kemudahan ini tidak boleh dilakukan. Walaupun hasil langsung dari rancangan sirkuit adalah ungkapan integriti isyarat, kita tidak perlu abaikan rancangan integriti bekalan kuasa. Integriti bekalan kuasa secara langsung mempengaruhi integriti isyarat papan PCB akhir. Integriti bekalan kuasa dan integriti isyarat berkaitan rapat, dan dalam banyak kes, penyebab utama penyelesaian isyarat adalah sistem bekalan kuasa. Contohnya, bunyi rebound tanah terlalu besar, rancangan kapasitor pemisah tidak sesuai, pengaruh loop sangat serius, segmen pesawat tanah bekalan kuasa berbilang tidak baik, rancangan stratum tidak masuk akal, semasa tidak seragam dan sebagainya.

1) Sistem distribusi kuasa

Design integriti bekalan kuasa sangat rumit, tetapi bagaimana untuk mengawal impedance antara sistem bekalan kuasa (bekalan kuasa dan pesawat tanah) adalah kunci untuk direka. Dalam teori, semakin rendah impedance antara sistem kuasa, semakin baik, semakin rendah impedance, semakin kecil amplitud bunyi, semakin kecil kehilangan tenaga. Dalam rancangan praktik, kita boleh menentukan halangan sasaran yang kita harapkan dengan menentukan julat variasi tensi maksimum dan bekalan kuasa, dan kemudian menyesuaikan faktor berkaitan dalam sirkuit untuk membuat halangan setiap bahagian sistem bekalan kuasa (dan frekuensi berkaitan) halangan sasaran untuk kira-kira.

2) Untuk melompat

Apabila kadar pinggir peranti kelajuan tinggi kurang dari 0.5ns, kadar pertukaran data dari bas data kapasitas besar sangat cepat, dan masalah ketidakstabilan bekalan kuasa berlaku apabila ia menghasilkan garisan kuat dalam lapisan bekalan kuasa yang mempengaruhi isyarat. Apabila arus melalui gelung tanah berubah, kerana induktan sirkuit akan menghasilkan tekanan, apabila pinggir naik pendek, kadar perubahan semasa meningkat, tekanan rebound tanah meningkat. Pada titik ini, pesawat tanah (tanah) bukanlah aras sifar ideal, dan bekalan kuasa bukanlah aras DC ideal. Bila bilangan pintu bertukar bersamaan meningkat, lompatan tanah menjadi lebih berat. Untuk bas 128 bit, mungkin ada garis IO 50_100 menukar sepanjang jam yang sama. Dalam kes ini, balas induktan kepada bekalan kuasa dan loop tanah pemacu IO yang ditukar pada masa yang sama mesti rendah sebanyak mungkin, jika tidak, stesen yang disambung ke tanah yang sama akan mempunyai berus tenaga. Melompat tanah boleh berlaku di mana-mana, seperti pada cip, pakej, konektor, atau papan sirkuit, yang menyebabkan masalah integriti kuasa.

Dari perspektif pembangunan teknologi, pinggir naik peranti hanya akan menurun dan lebar bas hanya akan meningkat. Satu-satunya cara untuk menjaga lompatan tanah diterima adalah untuk mengurangi bekalan tenaga dan induksi distribusi tanah. Untuk cip, ia bermakna bergerak ke cip tatasusunan, meletakkan sebanyak mungkin kuasa dan tanah, dan membuat wayar ke pakej sebagai pendek yang mungkin untuk mengurangi induktan. Untuk encapsulasi, ini bermakna menggerakkan encapsulasi lapisan supaya pesawat tanah bekalan kuasa lebih dekat terpisah, seperti yang digunakan dalam encapsulasi BGA. Untuk konektor, ini bermakna menggunakan lebih banyak pin tanah atau mengesan semula konektor untuk mempunyai bekalan kuasa dalaman dan pesawat tanah, seperti tali tali pita berdasarkan pemaut. Untuk papan sirkuit, ini bermakna membuat bekalan tenaga dan pesawat tanah disebelah sebaik mungkin. Kerana induktan adalah proporsional dengan panjang, membuat sambungan antara bekalan kuasa dan tanah sebagai pendek yang mungkin akan mengurangi bunyi tanah.

3) Penghapusan kapasitas

Antara bekalan kuasa dan tambah beberapa kapasitas boleh mengurangkan bunyi sistem, tetapi persis berapa banyak kapasitas pada kapasitas papan litar setiap nilai kapasitas berapa sesuai setiap kapasitas dalam kedudukan yang lebih baik seperti kita biasanya tidak pergi untuk mempertimbangkan masalah ini, hanya oleh pengalaman desainer, kadang-kadang bahkan berfikir kapasitas sebanyak mungkin. Dalam rancangan kelajuan tinggi, kita mesti pertimbangkan parameter kapasitasi parasitik, kira kuantitatif bilangan kapasitas pemisah dan nilai kapasitas setiap kapasitas dan tempatan kedudukan spesifik, pastikan pengendalian sistem dalam julat kawalan, prinsip asas adalah keperluan kapasitas pemisah, tidak boleh sedikit, kapasitas berlebihan.