基于自諧振頻率電容器種類(lèi)的選擇算法
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時(shí)間：2012-05-22
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(4)獲得每種電容器的自諧振頻率。代碼實(shí)現(xiàn)為：
FselfO=[Fb1；Fb3；Fb4；Fb5；Fb6；Fb7；F1；F2；F3；F4；F5；F6；F7；F8；F9；F10；F11；F12]；％從小到大排列電容器的自諧振頻率。
(5)根據(jù)電容器的自諧振頻率，從1～N段，依次尋找自諧振頻率落在該段的電容器。顯然，電容器的自諧振頻率均位于頻段中點(diǎn)最理想。但更多情況下，只能挑選一個(gè)離頻段中點(diǎn)最接近的電容器。為避免重復(fù)選擇一種電容器，每次都會(huì)判斷該電容器是否已經(jīng)被選擇，如果被選擇過(guò)，則繼續(xù)在其他電容器中尋找。
這種算法在本質(zhì)上與Flat Response與Decade Methods相同，同樣要保證所選電容器能盡量覆蓋整個(gè)需要設(shè)計(jì)的頻段，從而達(dá)到在每個(gè)頻率點(diǎn)都有提供低阻抗電容器的目的。這樣，無(wú)論并聯(lián)諧振峰值在哪個(gè)頻率點(diǎn)，都不會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞，保證了設(shè)計(jì)的可靠性。
相對(duì)于Flat Response與Decade Methods，這種算法的優(yōu)點(diǎn)在于：
(1)限制條件比較少，更適合于實(shí)際中PDN網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。
(2)不需要知道過(guò)多與電容器相關(guān)的具體參數(shù)，僅需提供與其相對(duì)應(yīng)的自諧振頻率即可，將設(shè)計(jì)者從繁瑣的ESL、ESR和C的限制中解脫出來(lái)。
(3)將容值的選擇問(wèn)題直接轉(zhuǎn)化為自諧振頻率的選擇問(wèn)題，從而將PDN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)徹底搬進(jìn)頻域，更加直觀和易于理解。
經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，該算法在容值種類(lèi)為4種及以上時(shí)，可以得到最佳方案。
但這種算法對(duì)于只可使用一種電容器的情況并不適用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)僅使用一種電容器時(shí)，該電容器的容值與截止頻率、目標(biāo)阻抗以及并聯(lián)諧振峰值均有較大關(guān)系。也就是說(shuō)，無(wú)論將電容器的自諧振頻率選擇在并聯(lián)諧振峰值處，還是在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中設(shè)計(jì)頻段的中點(diǎn)，或選用所提供的最大容值的電容器，都不能保證是電容器數(shù)目最小的方案。鑒于僅用一種電容器時(shí)，其數(shù)目的計(jì)算僅是簡(jiǎn)單地增加電容器的數(shù)量直到滿足條件為止，文中采用嘗試比較的方法，以設(shè)計(jì)頻段的中點(diǎn)為中心，取其周?chē)?種電容器分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，選出使用個(gè)數(shù)最少的電容器作為最終方案。
當(dāng)可使用兩種電容器時(shí)，文中所提算法選擇出的兩個(gè)電容器的自諧振頻率分別在FLF和截止頻率。通過(guò)驗(yàn)證，這種選取并不是最佳方案。這里進(jìn)行了幾種方案的嘗試：
(1)在設(shè)計(jì)頻段的中間選擇兩個(gè)電容器。
(2)在FLF和并聯(lián)諧振頻率各選擇一個(gè)電容器。
(3)在并聯(lián)諧振頻率和截止頻率各選擇一個(gè)電容器。
通過(guò)比較，第2種方案需要的電容器個(gè)數(shù)最少。所以，文中默認(rèn)在FLF和并聯(lián)諧振頻率各選擇一個(gè)電容器是最佳方案。該方案代碼實(shí)現(xiàn)為：
對(duì)于選擇3種電容器的情況，文中算法的性能依賴(lài)于所選的截止頻率。如果截止頻率較高，該算法依然能得到較好的方案，但截止頻率較低時(shí)，結(jié)果并不理想，必須尋找更加穩(wěn)定的算法。
這里進(jìn)行了幾種方案的嘗試：
(1)在設(shè)計(jì)頻段的中間選擇3個(gè)電容器。
(2)在FLF截止頻率以及并聯(lián)諧振頻率處各選擇一個(gè)電容器。
通過(guò)比較，第2種方案使用的電容器個(gè)數(shù)最少，即最件方案。
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