PCB特性影響電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)性能
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電容用70MHz、10dBΩ的那個點估計。
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利用(1)可以計算出特征阻抗為:
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另外,特征阻抗可以看作是開路阻抗和短路阻抗的交叉點,發(fā)生在近似11.5dBΩ或3.76Ω點。
也可以使用(4)和帶2.7Ω端接電阻的近似峰值阻抗(14.5dBΩ)計算PCB的特征阻抗。
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重新變換計算Zo。
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可以用(3)計算第一個諧振頻率或抗諧振頻率,即:
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用3.6Ω的端接電阻重復(fù)進行測量,如圖5所示。
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圖5:用3.6Ω代替2.7Ω端接電阻對同一塊PCB進行測量(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進行仿真并與圖5進行比較,結(jié)果如圖6所示。
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圖6:PCB仿真結(jié)果與圖5所示的測量結(jié)果進行比較。
最后,使用電源端的0.6Ω和3.6Ω源阻抗并在PCB諧振頻率點仿真動態(tài)瞬時響應(yīng)。仿真模型見圖7,仿真結(jié)果見圖8。
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圖7:用0.6Ω和3.6Ω源阻抗代表穩(wěn)壓器輸出阻抗,在諧振頻率點進行動態(tài)負載瞬時ADS仿真。
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圖8:瞬時響應(yīng)仿真結(jié)果表明,0.6Ω較低源電阻(紅色) 的瞬時響應(yīng)比匹配的3.6Ω源電阻(藍色)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)過實際測量后,關(guān)系得到了確認。
可以通過觀察第一個缺陷是諧振點還是抗諧振點來判斷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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