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            電源完整性設計2

            作者: 時間:2012-02-07 來源:網(wǎng)絡 收藏

            頻率f越高,阻抗越大,但阻抗不能超過目標阻抗。假設ESL為5nH,則最高有效頻率為:10.gif。這樣一個大的電容能夠讓我們把阻抗在100kHz到1.6MHz之間控制在目標阻抗之下。當頻率高于1.6MHz時,還需要額外的電容來控制系統(tǒng)阻抗。

            第五步:計算頻率高于1.6MHz時所需電容

            如果希望系統(tǒng)在500MHz以下時都能滿足電壓波動要求,就必須控制電容的寄生電感量。必須滿足11.gif,所以有:

            12.gif

            假設使用AVX公司的0402封裝陶瓷電容,寄生電感約為0.4nH,加上安裝到電路板上后過孔的寄生電感(本文后面有計算方法)假設為0.6nH,則總的寄生電感為1 nH。為了滿足總電感不大于0.16 nH的要求,我們需要并聯(lián)的電容個數(shù)為:1/0.016=62.5個,因此需要63個0402電容。

            為了在1.6MHz時阻抗小于目標阻抗,需要電容量為:

            13.gif

            因此每個電容的電容量為1.9894/63=0.0316 uF。

            綜上所述,對于這個系統(tǒng),我們選擇1個31.831 uF的大電容和63個0.0316 uF的小電容即可滿足要求。

            注意:以上基于目標阻抗(Target Impedance)的計算,只是為了說明這種方法的基本原理,實際中不能這樣簡單的計算就了事,因為還有很多問題需要考慮。學習的重點是這種方法的核心思想。


            電源(11)相同容值電容的并聯(lián)

            使用很多電容并聯(lián)能有效地減小阻抗。63個0.0316 uF的小電容(每個電容ESL為1 nH)并聯(lián)的效果相當于一個具有0.159 nH ESL的1.9908 uF電容。

            14.jpg

            圖10 多個等值電容并聯(lián)

            單個電容及并聯(lián)電容的阻抗特性如圖10所示。并聯(lián)后仍有相同的諧振頻率,但是并聯(lián)電容在每一個頻率點上的阻抗都小于單個電容。但是,從圖中我們看到,阻抗曲線呈V字型,隨著頻率偏離諧振點,其阻抗仍然上升的很快。要在很寬的頻率范圍內(nèi)滿足目標阻抗要求,需要并聯(lián)大量的同值電容。這不是一種好的方法,造成極大地浪費。有些人喜歡在電路板上放置很多0.1uF電容,如果你的電路工作頻率很高,信號變化很快,那就不要這樣做,最好使用不同容值的組合來構成相對平坦的阻抗曲線。

            電源(12)不同容值電容的并聯(lián)

            不同容值電容的并聯(lián)與反諧振(Anti-Resonance)

            容值不同的電容具有不同的諧振點。圖11畫出了兩個電容阻抗隨頻率變化的曲線。



            關鍵詞: 設計 完整性 電源

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