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[仿真讨论] 板级电源完整性探讨:去耦电容对策

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1#
发表于 2014-1-30 18:21 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
各位大侠; l; k7 D" p$ o+ M0 o& `* e

5 p, p( t: H9 T1 z; d这是我一个裸板的(没有任何部件)仿真结果。
3 G8 }1 ~( J; [, h假设目标阻抗为:0.84欧姆
+ G$ ^) Q* y, u! k按照图上显示的第一反共振与目标阻抗相交的频率为0.17493。能设为去耦电容有效上限频率吗?5 Q4 e1 f8 ^) h! D
, T0 W; n( W8 l" x' C
各位大侠会如何着手降低阻抗值呢?# s: A* ~: B. _+ h* w7 c) z, I

" \, y/ o- ?( m另外请问如何模拟电源(VRM)的参数?一个电感串联一个电阻行得通吗?
' Z; H7 t$ ~8 h2 y5 ]& j8 u7 f/ {; l, }0 u& ?0 x5 B1 P
真心求教! 感谢!

Ztarget.jpg (239.63 KB, 下载次数: 1)

Ztarget.jpg

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推荐
发表于 2014-2-7 09:41 | 只看该作者
VRM确实很重要,但是那主要是针对30MHz以下的- r" ~4 O7 n+ _
30MHz以上时,VRM的影响不大,当然前提是你不要用过于夸张的ESR和ESL。我的做法通常是把VRM的等效阻抗设置为0.001ohm以上,0.1ohm以下,具体设为多少,依照你的电压源的寄生参数决定,(不必做得过于精确,因为即使你用阻抗仪去测也会有误差,而且VRM设为0.1ohm以下的PDN在0-30MHz的变化已经不大了),这样你就可以看到30MHz以下的PDN。( ~3 d; H5 X. j% R  R" a- j
至于这个公式,他其实没有直接告诉你,这个电容是理论上直接贴在IC pin脚上的,然而实际上,这是不现实的,所以理论公式只能帮助你得到一个方向,实际上贴片元件到IC pin的电源路径,地路径带来的寄生参数影响都要考虑进计算中,所以这部分必须依靠仿真帮助我们计算。4 D, u( u9 p2 C! |

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2#
发表于 2014-2-4 06:19 | 只看该作者
可以的,可先用0.1 Ohm串聯一個電感,電感值假定是數百nH~xuH,實際R、L值依你的VRM而定。% q' M6 l) T2 |. `) T7 i7 q
另外水平的刻度調整一下,讓觀察的範圍左xMHz ~ 百MHz 極大化。

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3#
 楼主| 发表于 2014-2-4 09:24 | 只看该作者
感谢honejing的指导。: P# C0 _* E: t  N) r9 `
/ E/ b  a, w( d# T. Q+ [
我尝试了sweep几个不同电感值,固定R为0.01欧姆。水平刻度最大设为200MHz。所仿真到的最大R值在200MHz时不超过14欧姆。; ?( l2 A, ?1 n7 T. x4 P

3 L2 K  X, o2 l在这几个电感值当中,请问您觉得哪一个比较合理,比较接近最近的高性能VRM?

VRM_Model.png (152.18 KB, 下载次数: 3)

VRM_Model.png

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4#
 楼主| 发表于 2014-2-4 10:22 | 只看该作者
接着,我尝试把1nH+0.01欧姆的VRM Model结合Bareboard来进行仿真,Bareboard的0Hz-100KHz频段的capacitive没法压下来。
0 Q+ P2 ]7 H4 N$ k# h: E) K: @% V0 @! t* z: p
尝试使用更大的电感值1uH也只不过是把plane capacitive的共振点往左移而已。' K! b  }( U* C$ |
有什么更好的方法来为VRM建模呢?

VRM_Model_Bareboard.png (131.93 KB, 下载次数: 3)

VRM_Model_Bareboard.png

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5#
 楼主| 发表于 2014-2-4 10:55 | 只看该作者
还有一点,只导入VRM model而不导入至少1个电解电容(数uF),是没办法看到低频段被压低阻抗的现象。这样的仿真可信吗?

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6#
 楼主| 发表于 2014-2-4 13:16 | 只看该作者
再来一点, 倘若把VRM的串联电感值设得过高(10nH),按照Bogatin的公式,n>2PI x fmax x ESL / Ztarget, 得加上几十个电容才能把整体阻抗拉小。10-20个电容根本起不了什么作用。# ]8 ?% X$ e5 I4 a" i% p- h8 |
VRM电感是和去耦电容的寄生电感串联的。7 L" ~( S4 i3 Z( U
, q' M. f# ?" C( k$ E3 N
感觉能否设计一个精度高的PDN,VRM建模起着决定性的作用。各位看法如何?

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8#
发表于 2016-12-15 10:05 | 只看该作者
来学习知识3 f! j& k, M2 p3 T. U

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9#
发表于 2016-12-15 10:05 | 只看该作者
不错,,,用的上

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10#
发表于 2016-12-15 10:05 | 只看该作者
哈哈哈。。。学习一下
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