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芯片內部開關噪聲

發(fā)布時間:2008/10/20 0:00:00 訪問次數(shù):588

  在如圖1所示中,當驅動器3狀態(tài)變化時,必然會對驅動器1的輸入電容進行充放電。驅動器3由高電平到低電平轉換時電流路徑如圖2所示,驅動器3對驅動器1下方的電容進行放電,放電回路如虛線所示,由于電路完全在芯片內部,所以不會產生互連噪聲;同時對驅動器1上方的電容充電,充電回路如實線所示。驅動器3由低到高轉換,驅動器1上方的電容被放電,同時下方的電容被充電,電流路徑不變。

  圖1 驅動器3由高電平到低電平轉換時的電流流向

  在圖1所示中,充電電流流經了封裝中電源引腳電感l(wèi)p和地引腳電感氣,而沒有流經信號線電感l(wèi)1和l2。由于氣和氣上通過的電流是反向的,所以封裝總電感為

  l=lp+lg-2mpg

  其中,mpg,指lp和lg之間的互感。

  由于封裝電感l(wèi)和系統(tǒng)電源電感l(wèi)s上產生壓降,那么芯片實際得到的電源電壓為

  在開關的瞬間,加在芯片上的電源電壓會下降,隨后圍繞眠呈阻尼振蕩。

  由上式上知,要將芯片上的供電下降限制到最小,需要通過減小電感或電流變化速率來減小感應噪聲。但如果需要獲得很高的時鐘頻率,就不能降低芯片內部驅動器的開關速率以減小di/dt。

  另外,還可以讓電源平面和地平面盡量接近以獲得最小的系統(tǒng)電源供電電感厶;增加電源/地的引腳數(shù)目,縮短電源/地的引腳引線長度,以降低芯片封裝中的電源和地路徑的電感:電源和地引腳應成對分布并盡量靠近放置,以增加封裝中電源和路徑的互感,從而減小封裝總電感;在芯片封裝內部使用去耦旁路電容,如圖2所示,這樣高頻電流的回路電感會非常小,能在很大程度上減小芯片內部的同步開關噪聲;另外一個方案是給印制板系統(tǒng)增加去耦旁路電容。

  圖2 加入系統(tǒng)電源去耦旁路電容后,驅動器3由高電平到低電平轉換時的電流流向

  歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)



  在如圖1所示中,當驅動器3狀態(tài)變化時,必然會對驅動器1的輸入電容進行充放電。驅動器3由高電平到低電平轉換時電流路徑如圖2所示,驅動器3對驅動器1下方的電容進行放電,放電回路如虛線所示,由于電路完全在芯片內部,所以不會產生互連噪聲;同時對驅動器1上方的電容充電,充電回路如實線所示。驅動器3由低到高轉換,驅動器1上方的電容被放電,同時下方的電容被充電,電流路徑不變。

  圖1 驅動器3由高電平到低電平轉換時的電流流向

  在圖1所示中,充電電流流經了封裝中電源引腳電感l(wèi)p和地引腳電感氣,而沒有流經信號線電感l(wèi)1和l2。由于氣和氣上通過的電流是反向的,所以封裝總電感為

  l=lp+lg-2mpg

  其中,mpg,指lp和lg之間的互感。

  由于封裝電感l(wèi)和系統(tǒng)電源電感l(wèi)s上產生壓降,那么芯片實際得到的電源電壓為

  在開關的瞬間,加在芯片上的電源電壓會下降,隨后圍繞眠呈阻尼振蕩。

  由上式上知,要將芯片上的供電下降限制到最小,需要通過減小電感或電流變化速率來減小感應噪聲。但如果需要獲得很高的時鐘頻率,就不能降低芯片內部驅動器的開關速率以減小di/dt。

  另外,還可以讓電源平面和地平面盡量接近以獲得最小的系統(tǒng)電源供電電感厶;增加電源/地的引腳數(shù)目,縮短電源/地的引腳引線長度,以降低芯片封裝中的電源和地路徑的電感:電源和地引腳應成對分布并盡量靠近放置,以增加封裝中電源和路徑的互感,從而減小封裝總電感;在芯片封裝內部使用去耦旁路電容,如圖2所示,這樣高頻電流的回路電感會非常小,能在很大程度上減小芯片內部的同步開關噪聲;另外一個方案是給印制板系統(tǒng)增加去耦旁路電容。

  圖2 加入系統(tǒng)電源去耦旁路電容后,驅動器3由高電平到低電平轉換時的電流流向

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