信号完整性:电源/地噪声
2010-10-08 21:13
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随着 PCB 设计复杂度的逐步提高,对于信号完整性的常规分析之外,稳定可靠的电源供应也成为设计者们重点研究的方向之一。电源不稳定的主要根源包括:高速开关下器件的瞬态电流太大和电流回路上的电感。表现为同步开关噪声(SSN)、非理想电源阻抗影响、谐振及边缘效应。
同步开关噪声是指当器件处于开关状态,产生瞬间变化的电流,在经过回流途径上存在的电感时,形成交流压降,从而引起噪声。主要表现为地/电源反弹现象。如果是引起地平面的波动,造成芯片地和系统地不一致,这种现象我们称为地弹。如果是引起的芯片和系统电源差异,就称为电源跌落。同步开关噪声主要是伴随着器件的同步开关输出而产生,而且开关速度越快,瞬间电流变化越显著。
大部分数字电路器件对电源波动的要求在正常电压的 5%范围之内。电源波动的原因:因为实际的电源平面总是存在着阻抗,当有瞬间电流通过的时候,就会产生一定的电压降和电压摆动。为了保证每个器件始终都能得到正常的电源供应,就需要对电源的阻抗进行控制,也就是尽可能降低其阻抗。
电源谐振是指在某一个频率下PCB板上的电容和电感发生共振,近似一个简单的振荡电路,会产生并联谐振或串联谐振。在谐振状态下PCB板电源/地平面发生剧烈振荡,导致电路不能正常工作。
同步开关噪声是指当器件处于开关状态,产生瞬间变化的电流,在经过回流途径上存在的电感时,形成交流压降,从而引起噪声。主要表现为地/电源反弹现象。如果是引起地平面的波动,造成芯片地和系统地不一致,这种现象我们称为地弹。如果是引起的芯片和系统电源差异,就称为电源跌落。同步开关噪声主要是伴随着器件的同步开关输出而产生,而且开关速度越快,瞬间电流变化越显著。
大部分数字电路器件对电源波动的要求在正常电压的 5%范围之内。电源波动的原因:因为实际的电源平面总是存在着阻抗,当有瞬间电流通过的时候,就会产生一定的电压降和电压摆动。为了保证每个器件始终都能得到正常的电源供应,就需要对电源的阻抗进行控制,也就是尽可能降低其阻抗。
电源谐振是指在某一个频率下PCB板上的电容和电感发生共振,近似一个简单的振荡电路,会产生并联谐振或串联谐振。在谐振状态下PCB板电源/地平面发生剧烈振荡,导致电路不能正常工作。
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