电力完整性专家意见
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本节中包含的文章和专栏来自《信号完整性杂志》编辑咨询委员会(EAB)的成员。EAB成员审查网站上发布的每一篇技术文章,并经常寻求他们的建议。在本专栏中,EAB将讨论与电源完整性相关的问题。
电源完整性

到底什么是权力完整性?

2017年5月18日

拉里·史密斯和我在我们新书的序言中提到了这个问题,PDN设计的电源完整性原则——简化,由普伦蒂斯出版社于2017年4月出版。虽然我们都是该领域的专家,但当我们讨论权力完整性时,我们有自己的盲点、先入之见、狭隘的焦点和个人偏好。所以,我们四处询问,关注在会议和出版物上展示的内容。

我们发现这个问题有点像五个盲人和大象的故事。他们每个人都被问到,大象是什么?根据他们面对的部分,把大象想象成一堵墙、一根绳子、一根树干等等。

大象

什么是权力这个问题的答案很重要。我们认为,在电子行业中,电源完整性这个一般性话题令人困惑,部分原因是它没有明确的定义,可能包含广泛的问题,每个问题都有自己的一套根本原因和解决方案。人们普遍认为,电源完整性领域包括从稳压模块(VRM)到模上核心电源导轨和模上电容的所有内容。

在VRM和模具之间是封装和板上的互连,通常携带带有相关安装电感的离散电容器。PDN (power distribution network)是指VRM与on-die Vdd-Vss电源轨之间的所有互连(通常是电感式)、有意的储能设备(通常是电容式)以及损耗机制(阻尼)。

电源完整性是关于电路上的电路所看到的电源质量。通过空腔的信号在电路板电源和地平面上产生的噪声如何?这是信号完整性问题还是电源完整性问题?由I/O开关电流产生的电压噪声,并被模上Vcc和Vss导轨所看到,是电源完整性或信号完整性问题吗?通过通用封装引线电感进入的电流最终连接到VRM,产生这种噪声,有时称为开关噪声或接地反弹。

信号和电源完整性之间的灰色地带对解决“电源完整性”问题的方案有着深远的影响。在电路板上增加去耦电容通常是降低Vdd磁芯噪声的解决方案,但很少能改善高带宽信号引起的空腔噪声。一般来说,板级电容器对回平面反弹噪声的改善很少或没有改善。在某些情况下,它们产生的平行共振实际上会增加空腔与信号的串扰。

解决问题的第一步是清楚地识别问题,然后正确地识别其根本原因。定义明确的问题通常离解决方案只有几步之遥。根据实际的根本原因,制定有效的问题解决方案。与其将所有PDN相关的问题都概括在电源完整性的一般范畴下,不如看看具体的问题,它们的根本原因,以及在设计中消除它们的最佳设计实践,这更有用。

有关本主题的更多信息,请下载免费的PDN设计电源完整性原则序言——简化.我们很想听听你对“什么是权力、诚信”的回答。欢迎在下方评论区发表你的看法。

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