PCB特性影響電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)性能
電容用70MHz、10dBΩ的那個(gè)點(diǎn)估計(jì)。
利用(1)可以計(jì)算出特征阻抗為:
另外,特征阻抗可以看作是開路阻抗和短路阻抗的交叉點(diǎn),發(fā)生在近似11.5dBΩ或3.76Ω點(diǎn)。
也可以使用(4)和帶2.7Ω端接電阻的近似峰值阻抗(14.5dBΩ)計(jì)算PCB的特征阻抗。
重新變換計(jì)算Zo。
可以用(3)計(jì)算第一個(gè)諧振頻率或抗諧振頻率,即:
用3.6Ω的端接電阻重復(fù)進(jìn)行測量,如圖5所示。
圖5:用3.6Ω代替2.7Ω端接電阻對同一塊PCB進(jìn)行測量(紅色)。注意,在采用3.6Ω的端接電阻后,只有少量峰值指示其特征阻抗稍大于3.6Ω。
對PCB進(jìn)行仿真并與圖5進(jìn)行比較,結(jié)果如圖6所示。
圖6:PCB仿真結(jié)果與圖5所示的測量結(jié)果進(jìn)行比較。
最后,使用電源端的0.6Ω和3.6Ω源阻抗并在PCB諧振頻率點(diǎn)仿真動(dòng)態(tài)瞬時(shí)響應(yīng)。仿真模型見圖7,仿真結(jié)果見圖8。
圖7:用0.6Ω和3.6Ω源阻抗代表穩(wěn)壓器輸出阻抗,在諧振頻率點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)載瞬時(shí)ADS仿真。
圖8:瞬時(shí)響應(yīng)仿真結(jié)果表明,0.6Ω較低源電阻(紅色) 的瞬時(shí)響應(yīng)比匹配的3.6Ω源電阻(藍(lán)色)具有大得多的電壓偏移。
小結(jié)
本文討論了幾種確定電路板特征阻抗的方法,并用仿真模型定義了PCB特征與PDN性能之間的重要關(guān)系。在經(jīng)過實(shí)際測量后,關(guān)系得到了確認(rèn)。
可以通過觀察第一個(gè)缺陷是諧振點(diǎn)還是抗諧振點(diǎn)來判斷PCB阻抗是否大于或小于端接阻抗,端接阻抗是否大于PCB阻抗。
這些結(jié)果清晰地表明,為了優(yōu)化PDN性能,必須使PCB層阻抗與穩(wěn)壓器的輸出阻抗相匹配。最好是使PCB層阻抗等于穩(wěn)壓器的輸出阻抗,如果不可能實(shí)現(xiàn)的話,PCB阻抗應(yīng)該低于穩(wěn)壓器輸出阻抗,以便更好地包含與峰值阻抗最大值相關(guān)的峰值偏移。
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