Дизайн PCB - PCB панель проектирования

In PCB design, обеспечение стабильного напряжения для сигналов и надлежащее распределение напряжения являются двумя основными целями, разработанными энергосистемой. With the emergence of signal integrity problems, размышлять, crosstalk, сорт. will affect the stability of the power system. Плюс постоянное понижение напряжения на кристалле, the fluctuation of the power supply will affect the normal operation of the system. анализ целостности питания для обеспечения стабильности и надежности питания в PCB.

обзор анализа целостности питания

Power integrity refers to the quality of the power waveform in the system. скорость переключения с выходом IC увеличивается, the edge rate of the signal, То есть, the signal rise and fall time, быстрое сокращение населения, and the power line suffers a considerable voltage drop due to its parasitic inductance. скорость края сигнала меньше 1нс, the voltage between the power layer and the ground layer on the PCB will be different everywhere on the circuit board, это повлияет на стабильность питания кристалла, and even cause the logic of the chip

К факторам, вызывающим нестабильность энергосистемы, относятся шумы синхронных переключателей, влияние непроизвольного силового сопротивления, резонанс и краевой эффект. в целом, шум синхронного переключателя является основным источником шумов питания. из - за паразитной индуктивности заземления и плоскости под действием переключающего тока возникает определенное колебание напряжения.

То есть, the reference ground of the device is no longer at zero level. поэтому, the ground level to be sent by the drive end will change. появление соответствующей формы интерференции. The phase of the interference waveform is the same as the ground noise. форма сигнала относительно выключателя, the influence of the ground noise will cause the falling edge of the signal to slow down; at the receiving end, форма сигнала может быть также нарушена шумом заземления. However, фаза формы помех противоположная фазе наземного шума. In addition, В некоторых блоках памяти, шум питания и земные шумы могут привести к случайной инверсии данных.

в высокочастотной цепи, there are a large number of parasitic parameters in the power plane. Эти паразитные параметры можно рассматривать как резонансную сеть или резонатор LC, состоящую из множества индуктивностей и емкостей. At a certain frequency, Эти конденсаторы и индуктивность вызывают резонанс, thereby affecting the impedance of the power layer. Помимо резонансного эффекта, краевой эффект поверхности и плана питания также является проблемой, требующей внимания при проектировании питания. здесь краевой эффект означает краевое отражение и радиационное явление. The size of the copper-clad surface on the edge of the circuit board is limited, Поэтому проблема электромагнитных помех. Decoupling capacitors are usually added in the project to reduce the edge radiation effect and achieve the purpose of suppressing the noise of the power plane.

шум синхропереключателя

шум синхропереключателя (SSN) is mainly produced by the synchronous switching output accompanying the device. скорость переключения, the more significant the instantaneous current change, Чем больше индуктивность в цепи тока, the more severe the synchronous switching noise generated. можно увидеть, что размер шума синхронного переключателя зависит от I/O characteristics of the integrated circuit, полное сопротивление плоскости питания и коллектора панель PCB, and the layout and wiring of high-speed devices on the PCB.

по разным путям возвращения, synchronous switching noise can be divided into off-chip switching noise and on-chip switching noise. шум внешнего переключателя означает шум, возникающий при возврате сигнала к току через сигнальную линию и источник питания/ground plane; if the switching state changes, токовый контур проходит через питание и заземление, а не сигнальную линию, the noise at this time is On-chip switching noise. снижение шума выключателя в чипе главным образом за счет снижения индуктивности или скорости изменения сигнала выключателя по пути переключателя. снижение шума внешних переключателей может быть достигнуто за счет снижения скорости переключения и количества одновременных переключателей внутри микросхемы, using the slowest edge rate chip that can meet the timing requirements; or by reducing the package loop inductance, увеличение индуктивности связи сигнала и источника питания с Землей; блокирующий конденсатор также может быть использован для герметизации внутренних контуров, что позволит объединить контуры тока и заземления, а также уменьшить эквивалентную индуктивность контура.

распределение питания PCB design

To a large extent, power supply noise stems from non-ideal power distribution systems. система распределения обеспечивает достаточное количество электричества для всех устройств системы. These devices not only need sufficient power loss, также есть определенные требования к стабильности питания. Because there is always impedance in the actual power plane, при мгновенном прохождении тока, a voltage drop will occur, это приведет к колебаниям мощности. Most devices require power fluctuations within ±5% of the normal voltage. для обеспечения нормальной работы каждого оборудования, сопротивление щитка должно быть сведено к минимуму. In the case of a relatively high operating frequency, Необходимо вычислить сопротивление постоянного тока и индуктивное сопротивление переменного тока. при сопротивлении источника питания, you can reduce the internal resistance of the power supply by using materials with low resistivity and short and thick power lines. питание должно быть как можно ближе к земле, развязывающий конденсатор можно использовать для снижения сопротивления питания. аддитивная индуктивность, thereby reducing the power supply impedance.