模塊電源完整性仿真分析

2018-06-05 14:22:32

對模塊電源完整性的仿真分析來說，主要是分析平面的疊層結構是否合理，其平面的諧振是否在許可的范圍內，通過分析供電平面之間的阻抗特性，確認所做的諧振的處理是否滿足設計的要求。
　　諧振較強的區(qū)域的走線，其訊號相會走在一個浮動的參考平面上，此時信號質量會變差。若此時走線的有效長度正好是諧振頻點的1/4時，會造成天線效應。因諧振的仿真分析需要2個相鄰的平面，4層及以上疊層結構的PCB才適合做諧振的仿真分析;出現諧振問題，可以通過改變平面的幾何結構和通過合理的添加去耦電容，壓低供電模塊電源的目標阻。
　　圖5為不加載供電平面間去耦電容時的模塊電源與地平面的諧振特性。
　　諧振區(qū)域顯示灰色較淺區(qū)域，諧振幅度較小，諧振的影響可以忽略不計。在諧振模式5中，在左上角和右下角呈現灰色較深區(qū)域，諧振幅度較大，需要對這兩塊諧振幅度較大的區(qū)域添加合適的去耦電容，消除平面之間較大的諧振。從以上諧振仿真分析的結果可以看出，需要對諧振模式3和諧振模式5進行有效的去耦，在諧振幅度較大的區(qū)域合理的添加去耦電容，消除或減弱諧振所帶來的影響。
　　2.2加載去耦電容，諧振平面進行優(yōu)化后的諧振仿真分析電容需要的公司模型，此處根據實際使用的情況，選擇AVX的電容模型，重新運行諧振的仿真分析，如圖6所示。
　　諧振模式1，右側具有較大的諧振，需要在對應的區(qū)域做去耦優(yōu)化處理。而諧振模式2、3、5、6、7、8、9的諧振區(qū)域為綠色或淺綠，諧振幅度可以忽略不計。諧振模式4，右下側有較大的諧振模式需要做對應的去耦處理。諧振模式10，在左下角和右上角具有較大的諧振，需要額外關注。
　　可以看出合理地添加去耦電容后，原先諧振模式3和諧振模式5的較大振幅的諧振已消除，但新引入了諧振模式1、諧振模式4(諧振較弱)和諧振模式10，因PCB上信號的通信頻率遠低于諧振模式10的諧振頻率，因此需要在現在的基礎上，在諧振模式1和諧振模式4諧振較大的區(qū)域合理的添加去耦電容，消除新引入的諧振。
　　在諧振較大的區(qū)域合理的添加去耦電容，合理地添加去耦電容后，再在PCB中更新PCB的布局布線，重新迭代驗證去耦的有效性。

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