電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計
發(fā)布時間:2008/10/20 0:00:00 訪問次數(shù):414
電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是高速pcb電源完整性設(shè)計的主要問題之一。電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用就是給系統(tǒng)內(nèi)所有器件或芯片提供足夠的電源,并滿足系統(tǒng)對電源穩(wěn)定性的要求。正如一個城市里,供電局提供城市所需要的電力就如同電路系統(tǒng)中的電源。城市供電系統(tǒng)就如同電源/地線在印制電路板上的分布。
用戶也許要問:為什么電源會波動?其原因是電源分配系統(tǒng)總是存在著阻抗,因此在瞬間電流通過的時候,就會產(chǎn)生一定的電壓降和電壓波動。正如城市居民用電高峰期,偶然會發(fā)現(xiàn)照明燈會暗下來,這也是電源電壓分配的波動。為了保證每個器件始終都能得到正常的電源供應(yīng),就需要對電源分配系統(tǒng)的阻抗進行合理的控制,盡可能降低其阻抗,使其在整個頻率范圍內(nèi)的阻抗低于目標阻抗,如圖所示。這就是通常所說的電源分配系統(tǒng)目標阻抗法。
大部分芯片對電源電壓波動的要求在正常電壓的±5%范圍內(nèi)。前面講到,電源之所以要波動,是因為電源分配系統(tǒng)存在阻抗,在△i噪聲電流和瞬態(tài)負載電流通過的時候,就會產(chǎn)生△i噪聲電壓,造成電源電壓波動。為了滿足芯片對電源電壓波動范圍的要求,目標阻抗ztarget可以通過下式計算得到:
圖 目標阻抗
目標阻抗在一定的頻率范圍內(nèi)都有效,下限取直流,上限一般取信號的截止頻率:
其中,耳為信號上升時間。
隨著電源電壓不斷減小,△i噪聲電流與瞬態(tài)負載電流不斷增大,目標阻抗也大大降低,從參考資料中查到1990年后pcb電壓、功耗、電流和阻抗變化的粗略統(tǒng)計,如表所示。
表 pcb參數(shù)統(tǒng)計表
不同功能的微型處理器工作在不同的頻率范圍和數(shù)據(jù)傳輸速率之中,例如磁盤通信控制芯片和內(nèi)存控制芯片就有不相同的工作狀態(tài)。這就需要電源分配系統(tǒng)設(shè)置合理,以適應(yīng)一個恰到好處的頻率范圍。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫電子市場網(wǎng)(www.dzsc.com)
電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是高速pcb電源完整性設(shè)計的主要問題之一。電源分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用就是給系統(tǒng)內(nèi)所有器件或芯片提供足夠的電源,并滿足系統(tǒng)對電源穩(wěn)定性的要求。正如一個城市里,供電局提供城市所需要的電力就如同電路系統(tǒng)中的電源。城市供電系統(tǒng)就如同電源/地線在印制電路板上的分布。
用戶也許要問:為什么電源會波動?其原因是電源分配系統(tǒng)總是存在著阻抗,因此在瞬間電流通過的時候,就會產(chǎn)生一定的電壓降和電壓波動。正如城市居民用電高峰期,偶然會發(fā)現(xiàn)照明燈會暗下來,這也是電源電壓分配的波動。為了保證每個器件始終都能得到正常的電源供應(yīng),就需要對電源分配系統(tǒng)的阻抗進行合理的控制,盡可能降低其阻抗,使其在整個頻率范圍內(nèi)的阻抗低于目標阻抗,如圖所示。這就是通常所說的電源分配系統(tǒng)目標阻抗法。
大部分芯片對電源電壓波動的要求在正常電壓的±5%范圍內(nèi)。前面講到,電源之所以要波動,是因為電源分配系統(tǒng)存在阻抗,在△i噪聲電流和瞬態(tài)負載電流通過的時候,就會產(chǎn)生△i噪聲電壓,造成電源電壓波動。為了滿足芯片對電源電壓波動范圍的要求,目標阻抗ztarget可以通過下式計算得到:
圖 目標阻抗
目標阻抗在一定的頻率范圍內(nèi)都有效,下限取直流,上限一般取信號的截止頻率:
其中,耳為信號上升時間。
隨著電源電壓不斷減小,△i噪聲電流與瞬態(tài)負載電流不斷增大,目標阻抗也大大降低,從參考資料中查到1990年后pcb電壓、功耗、電流和阻抗變化的粗略統(tǒng)計,如表所示。
表 pcb參數(shù)統(tǒng)計表
不同功能的微型處理器工作在不同的頻率范圍和數(shù)據(jù)傳輸速率之中,例如磁盤通信控制芯片和內(nèi)存控制芯片就有不相同的工作狀態(tài)。這就需要電源分配系統(tǒng)設(shè)置合理,以適應(yīng)一個恰到好處的頻率范圍。
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