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[仿真讨论] 在做PI仿真时,怎么根据频率选取电容个数和大小啊?

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1#
发表于 2015-3-9 11:09 来自手机 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x

! d& d& I0 o& Y" i( @在做PI仿真时,假如我的某个电源平面在150Mhz时存在谐振,我怎么根据谐振频率去算电容值的个数和大小啊?
2 t( B: ^. v5 T$ g) U
. j1 ~& `6 g! ^! Q$ _) m求大侠客帮忙解答??

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shark4685 + 2 加油!

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发表于 2015-3-9 13:53 | 只看该作者
本帖最后由 cousins 于 2015-3-9 15:14 编辑
! ?4 x( Z# n' g; u3 ]; K
红孩儿 发表于 2015-3-9 13:177 Z6 T$ J5 K+ y) U7 j
版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。
* M$ Y6 v: x+ Y( w9 n( m9 F
1.via的估算) E/ ~/ j3 x2 A( A" ~
Lvia / BGA pairs6 s* f' O- x2 D) Y/ K
Lvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
" p5 F: I9 w/ \, M4 e8 E" r' kB为电源孔与地孔的中心距( S" a9 M: k; W" D" @0 p
OD为钻孔外径; N4 I" r0 _* H4 w% d
Length为过孔长度
9 d1 w- k( p+ e2 r) }, P( T- p/ [9 Wpi为3.14
+ G; X" T6 ~" o. E/ c, R, @- p  i6 F4 i/ q2 V, L+ u  B2 {
2.扇出线的L估算为0.02nH
' {" m0 d$ X) i' \) D- A5 N0 G* g# E% _+ x& h- x; b9 w- i1 a
3.电容的esl依照封装对应估算为8 t6 }9 `* A* Q3 A+ s/ e4 G+ w
0201  0.2nH
. Z; q$ `+ ]2 ^: _7 o0402 0.3nH0 V8 c/ i# I( n+ M- r
0603 0.4nH
4 v' z) E  ~# v* g: I: _0805  0.6nH* O" {$ v) L! l: ^7 k8 x
1206  1nH( s: _0 r8 D3 Z/ I
电解电容 1nH以上
$ ~! X2 @7 b3 k+ k1 \! B  h& L$ p& T- b, W/ h( |: T$ z+ v/ M
9 p# J' U( ^' M
接下来就是估算整个电容对应的阻抗! }4 W: [) d4 k: ~0 w, T4 Y
环路的loop inductance为  扇出L+BGA的过孔L+电容焊盘L+电容过孔L+电容自身寄生L5 k6 l& x6 l& s; Z+ ?0 r! H* A4 F
若电容的过孔和bga的扇出过孔是同一个过孔则只需算一个过孔L对就可以。
, m( \7 A  a7 E% G# h然后阻抗就是r+j*omega*L+(1/j*omega*c)的估算桥段,可以看出C越大阻抗越小,然而C越大目前的工艺来讲L也会越大,同时,还会有电容直流耐压的可靠性设计要求,因此你要在其中选择一个均衡值,满足避开谐振的要求,同时又要满足直流耐压需求,另外还有一个成本的控制。当然电容并联使得esl减小是个不错的办法,但是要注意实际情况下,0402可靠的并联是6颗,更多的数量并联对esl的减小不再是明显的线性减小。
( y! ]* L% ~# y# n: V& ^6 w- r( q$ u$ ?
至于r,在1GHz以下环路的电阻相对于L的感抗很小,主要的电阻来源于VRM的esr,只关心1MHz以上的话,可以忽略,你一定要算,就算入环路走线带趋肤效应的esr+过孔的esr就好,个人觉得,估算没必要那么较真。除非你想自己编写前仿真函数库。
3 O4 g1 r/ f5 D+ r/ K
4 t  V; e( U1 N4 ~5 s
+ P; s$ V5 \( ^$ o, g* \. Q6 Q

点评

多谢consin版主,我先慢慢消化理解下。  详情 回复 发表于 2015-3-9 14:23
多谢consin版主,我先慢慢消化理解下。  详情 回复 发表于 2015-3-9 14:22

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参与人数 1威望 +10 收起 理由
shark4685 + 10 很给力!

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发表于 2015-3-9 11:17 | 只看该作者
你发在这个版块里面应该是问的电源完整性问题,不是EMI的问题。
- ^+ C9 d9 M0 e! d+ _, Q确认下你的150Mhz的噪声是是否是因为PKG或者是die引起的,是否能通过PCB
8 U- c4 \  |  x4 R8 o& Z/ b的decap来解决,如果是,就要用pi的问题来解决啦,可以在论坛里搜搜PI的论文先学习学习。

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不过芯片的频率较高,你这个150M应该是PCB上的问题。  详情 回复 发表于 2015-3-9 11:21

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发表于 2015-3-9 11:21 | 只看该作者
shark4685 发表于 2015-3-9 11:171 H/ J3 U1 f5 B
你发在这个版块里面应该是问的电源完整性问题,不是EMI的问题。
; s' h0 p" ]/ _5 G确认下你的150Mhz的噪声是是否是因为PKG或 ...

) x' n" L0 i) B( W! u不过芯片的频率较高,你这个150M应该是PCB上的问题。  S6 `: f9 w& n  V$ @

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4#
发表于 2015-3-9 11:21 | 只看该作者
楼上回答很专业~主要看电容的自谐振频率。

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5#
 楼主| 发表于 2015-3-9 11:25 | 只看该作者
我主要是想要消除150M以内的自谐振噪声!想加几个电容解决问题。也可能是EMI的问题。
  • TA的每日心情
    郁闷
    2025-4-28 15:02
  • 签到天数: 13 天

    [LV.3]偶尔看看II

    6#
    发表于 2015-3-9 11:58 | 只看该作者
    首先要确认EMI的是谁引起,不要盲目去做事情,很多会是无用功。

    该用户从未签到

    7#
    发表于 2015-3-9 12:04 | 只看该作者
    看目标阻抗理论。自己估算。

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2015-3-9 12:04 | 只看该作者
    也可以自己编写函数,excel是个好东西。
    5 W6 g5 V( }7 o& x8 ~1 t5 k

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    版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。  详情 回复 发表于 2015-3-9 13:17

    该用户从未签到

    9#
    发表于 2015-3-9 12:25 | 只看该作者
    如果是仿真,那么就没有那么费事,直接在相应的位置加decap电容,多试一试就好,自己计算很费事

    该用户从未签到

    10#
     楼主| 发表于 2015-3-9 13:17 | 只看该作者
    cousins 发表于 2015-3-9 12:04; Z/ U/ h# P% A) f. u
    也可以自己编写函数,excel是个好东西。

    / Z' R- c# O4 f' M版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。
    8 T0 N; ~+ x9 t! O) Y' i

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    1.via的估算 Lvia / BGA pairs Lvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD)) B为电源孔与地孔的中心距 OD为钻孔外径 Length为过孔长度 pi为3.14 2.扇出线的L估算为0.02nH 3.电容的esl依照封装对应估算  详情 回复 发表于 2015-3-9 13:53

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    11#
    发表于 2015-3-9 13:29 | 只看该作者
    可以试试 在软件里找找相近的谐振频率电容放置在相应位置

    该用户从未签到

    13#
    发表于 2015-3-9 13:57 | 只看该作者
    补充一下:via pair的单位是基于英制的mil

    该用户从未签到

    14#
    发表于 2015-3-9 14:13 | 只看该作者
    解决问题首先得分析原因,电子产品关联因素多。

    该用户从未签到

    15#
     楼主| 发表于 2015-3-9 14:22 | 只看该作者
    cousins 发表于 2015-3-9 13:53
    , k( u* }1 p' n% w/ S1.via的估算8 R9 d1 W8 ^* G' D
    Lvia / BGA pairs
    + L, I( l0 G4 U& C" CLvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
    2 v/ J4 ~! B7 W: O0 X
    多谢consin版主,我先慢慢消化理解下。

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    搞懂了希望多来论坛帮助新人。  详情 回复 发表于 2015-3-9 14:38
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