Технология PCB - целостность питания в печатных схемах PCB

In PCB circuit design, Вообще говоря, мы очень заинтересованы в качестве сигнала, but sometimes we often confine ourselves to the signal line for research, и рассматривать питание и заземление как идеальные условия. Although this can simplify the problem, но при проектировании, this simplification is no longer feasible. Хотя более прямой результат конструкции схемы отражается на полноте сигнала, we must not neglect the power integrity design for this reason. Потому что целостность питания непосредственно влияет на полноту сигнала последней панели 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, the current is uneven, и так далее.

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, чем ниже сопротивление между энергосистемами, the better, понижение импеданса, the smaller the noise amplitude, Чем меньше потеря напряжения.

In actual design, Мы можем определить полное сопротивление цели, которое мы хотим достичь, указывая максимальное напряжение и диапазон питания, and then, корреляция в цепи, the impedance of each part of the power system (related to frequency) is approached to the target impedance.

2) Ground rebound

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 развития PCB Technology, the rising edge of the device will only decrease, ширина автобуса будет только увеличена. The only way to keep the ground bounce acceptable is to reduce the power and ground distribution inductance. для Чипа, it means moving to an array chip, установить максимальное количество источников питания и заземление, and the wiring to the package as short as possible to reduce inductance. упаковывать, it means moving the layer packaging to make the distance between the power ground planes closer, упаковка для BGA. For the connector, Это означает использование более заземленных пяток или перепроектирование соединений, с тем чтобы они имели внутреннее питание и соединительные пласты, such as a connector-based ribbon cord. стыковая плата, this means making the adjacent power and ground planes as close as possible. Потому что индуктивность прямо пропорциональна длине, making the connection between the power supply and the ground as short as possible will reduce ground noise.

3) Decoupling capacitor

We all know that adding some capacitors between the power supply and the ground can reduce the noise of the system, Но сколько конденсаторов надо установить завод печатных плат add on the circuit board? Какое подходящее значение для каждого конденсатора? Where is each capacitor better? аналогичные вопросы мы обычно не рассматриваем всерьез, just based on the designer's experience, иногда даже кажется, что емкость меньше, the better. в быстром проектировании, we must consider the parasitic parameters of the capacitor, количественное вычисление количества развязывающих конденсаторов, the capacitance value of each capacitor and the specific location of the placement, обеспечивать полное сопротивление системы в пределах контроля, a basic principle It is the required decoupling capacitor, Это все, and no excess capacitors.