Eric Bogatin,信号完整性杂志技术编辑
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Eric Bogatin是《信号完整性杂志》的技术编辑和Teledyne LeCroy信号完整性学院院长。此外,他是科罗拉多大学博尔德分校ECEE系的兼职教授。Eric通过整理所有可用的信息并找到最好的质量内容发布在signalintegrityjournal.com上,提高了信噪比。

DesignCon PDN教程挑战我们思考基础电气工程的方式

2018年2月1日

在我们的第一节电气工程课上,我们学过电感上的电压是ldi /dt。我们根深蒂固地认为,通过电感的电压是由通过它的电流变化产生的。并非如此,拉里·史密斯说,来自高通的行业电力完整性专家和SIJ EAB

在2018年设计展上,史密斯向座无虚席的观众展示了PDN教程。他强调,当核心逻辑开关时,当电荷被模具上的电路消耗时,模具的功率轨道上有电压下降。这种电压下降是不可避免的。它与模上开关电路消耗的电荷量和模上电容有关。

图1。史密斯在2018年设计展的一个打包房间里介绍了PDN设计教程。

这是电压下降的模具,出现在整个包装引线电感。封装引线的板侧处于固定电压,封装引线电感的模侧下降。史密斯认为,正是这个电压降驱动了di/dt通过电感。

图2。当单个时钟边触发多个栅极开关时,测量到的模上轨电压,消耗的电荷显示初始电压下降。

Smith说:“驱动di/dt通过电感的强迫函数是模上电容消耗的电荷导致的模上电压下降。”这可以用关系来说明,

许多设计者认为他们想要一个低电感的封装引线,以保持整个封装引线的电压降较低。史密斯说,功率导轨上的电压下降是不可避免的,而且与封装引线电感无关。它是关于电荷消耗引起的初始电压下降。

低引线电感需要实现较高的di/dt,这将补充模具上的电荷,并更快地降低模具上的电压下降。

图3。跨电感电压的阶跃变化驱动di/dt,它将补充模上电荷。

杯子是半满的还是半空的?这取决于你是要把它装满还是倒空。同样地,是di/dt导致了电感的电压,还是电压降导致了di/dt?这取决于因果关系。

史密斯指出,模具上的轨道噪声是由开关门所消耗的电荷引起的。这导致压降在模具上,这也出现在整个封装引线电感。模具上的电压噪声与封装引线电感无关。包装引线电感控制的是钢轨倒塌恢复所需的时间,也是一个重要的术语。

Smith说,正确地获取原因和影响是理解上模PDN噪声的根本原因的关键,这是工程可接受噪声的第一步。

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