Технология PCB - PCB при проектировании пробы учитывать целостность сигнала питания

In PCB design, we generally care about the quality of the signal, Но иногда мы ограничиваем себя изучением линии сигнала, and treat the power and ground as ideal conditions. Хотя это может упростить задачу, but in high-speed design In China, Такое упрощение уже не представляется возможным. Although the more direct result of circuit design is manifested in signal integrity, Поэтому мы не можем игнорировать проектирование целостности питания. Потому что целостность питания непосредственно влияет на окончательный целостность сигнала панель PCB. Power integrity and signal integrity are closely related, во многих случаях, the main cause of signal distortion is the power system. например, the ground bounce noise is too large, конструкция развязывающего конденсатора не подходит, the loop influence is very serious, разделение множественных полномочий/ground planes is not good, недобросовестное проектирование, неравномерность потока, and so on.

конденсатор развязки

Все мы знаем, что добавление конденсаторов между силовыми установками и поверхностью земли может снизить шумы системы, но сколько конденсаторов должно быть добавлено на схемную панель? Какое подходящее значение для каждого конденсатора? Каково оптимальное положение каждого конденсатора? как и в случае с этими вопросами, мы обычно не думаем серьезно, а размышляем по опыту конструктора, который иногда даже считает, что емкость чем меньше, тем лучше. при проектировании на больших скоростях мы должны учитывать паразитные параметры конденсаторов, количественно подсчитать количество развязывающих конденсаторов, число емкостей каждого конденсатора и конкретное расположение для обеспечения того, чтобы сопротивление системы находилось в пределах контроля, исходя из основополагающего принципа, согласно которому необходимо, чтобы конденсаторы развязки, ни один из которых не пропал, нет лишних конденсаторов.

2-- Ground bounce

в тех случаях, когда крайний уровень высокоскоростного оборудования ниже 0,5 нс, скорость обмена данными с большой емкостью шины данных очень высока. когда он производит сильную рябь в энергетическом слое, которая может повлиять на сигнал, возникает проблема нестабильности мощности. при изменении тока через заземленный контур индуктивность контура вызывает напряжение. при переходе на короткую усадку скорость изменения тока увеличивается, напряжение отскока заземления увеличивается. в это время пласт заземления уже не идеальный уровень нуля, источник питания не идеальный потенциал постоянного тока. при увеличении количества одновременно переключаемых шлюзов, отскок на землю становится более серьезным. для 128 - битной шины может быть 50 - 100 линий I / O на краю одного и того же времени. при этом обратная связь должна быть как можно ниже индуктивности силовых и заземляющих контуров при одновременном переключении I / O, иначе при соединении с одним и тем же заземлением появится кисть напряжения. отскок на землю видны во всех местах, таких, как чипы, пакеты, соединители или платы, что может привести к отскоку на землю и, следовательно, к проблеме целостности питания.

с точки зрения технического развития, подъем оборудования будет только уменьшаться, а ширина шины только увеличится. Единственный способ удержать отскок от земли на приемлемом уровне - это уменьшить удельную мощность и распространить индуктивность на земле. для Чипа это означает перемещение в массивный чип, размещение как можно большего числа источников энергии и заземление, а также подключение проводов к корпусу как можно быстрее, с тем чтобы уменьшить индуктивность. Что касается упаковки, то это означает, что оболочка перемещается, чтобы приблизить уровень электропитания к плоскости заземления, как это используется в BGA. для разъёмов это означает использование более заземленных пяток или реконструкцию соединительных устройств, с тем чтобы они имели внутреннее питание и соединительные пласты, например ленточные кабели, основанные на соединительных устройствах. Что касается платы, то это означает, что соседние силовые структуры и прилегающие пласты как можно ближе. Поскольку индуктивность прямо пропорциональна длине, сокращение связи между питанием и заземлением по мере возможности снижает шум заземления.

3 - распределительная система

Power integrity design is a very complicated matter, but how to control the impedance between the power system (power and ground plane) in recent years is the key to the design. In theory, the lower the impedance between power systems, лучше, the lower the impedance, Чем меньше амплитуда шума, Чем меньше потеря напряжения. In the actual PCB proofing design, the target impedance we hope to achieve can be determined by specifying the maximum voltage and power supply variation range, потом, by adjusting the relevant factors in the circuit, the impedance of each part of the power system (related to frequency) is approached to the target impedance.