電源分配系統(tǒng)中的電源完整性分析.pdf

1、隨著集成電路向著高密度、高速度、高功率、低電壓及大電流的方向發(fā)展，電源完整性問(wèn)題日益突出。諸如疊層結(jié)構(gòu)不合理、去耦濾波不佳、同步開(kāi)關(guān)噪聲(SSN)以及電源噪聲等問(wèn)題嚴(yán)重影響著信號(hào)的質(zhì)量。電源分配系統(tǒng)(PDS)如何為印刷電路板(PCB)上各部件提供穩(wěn)定的電壓;如何抑制由復(fù)雜的互連結(jié)構(gòu)引起的電源噪聲;如何提高高速信號(hào)質(zhì)量等問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今電子行業(yè)刻不容緩的研究課題。
　　本文首先探討電源完整性(PI)分析方法，對(duì)集成電路上關(guān)鍵電氣連接

2、和電源地平面建模，研究了非理想互連結(jié)構(gòu)、布局布線、元器件對(duì)電源完整性的影響。針對(duì)某大屏幕多功能顯示器的接口控制處理模塊，根據(jù)電源完整性分析進(jìn)行電源分配系統(tǒng)設(shè)計(jì)。PDS設(shè)計(jì)包括電源模塊設(shè)計(jì)、濾波去耦網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以及電源地平面疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　采用目標(biāo)阻抗法研究了電源地平面對(duì)去耦電容網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。提出了不同工作頻段上分層設(shè)計(jì)的思想，探索了去耦電容、過(guò)孔、引出線等對(duì)PDS端口阻抗的影響。同時(shí)，將此研究成果應(yīng)用于電路模塊的單板去耦電容與濾波設(shè)計(jì)

3、。結(jié)合單節(jié)點(diǎn)仿真分析與平面多節(jié)點(diǎn)仿真分析方法，驗(yàn)證了板上去耦電容數(shù)量與位置的合理性。
　　本文研究了電源噪聲類(lèi)型與產(chǎn)生機(jī)制，深入研究了PDS噪聲的分析方法與抑制措施。研究工作以項(xiàng)目板MWG108B為平臺(tái)，分析關(guān)鍵信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的同步開(kāi)關(guān)噪聲(SSN)。分析方法采用Ansoft SIwave工具提取PCB上信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)模型，然后導(dǎo)入Ansoft Designer進(jìn)行協(xié)同仿真，模擬實(shí)際工作時(shí)的SSN問(wèn)題。系統(tǒng)探討電源噪聲的一種新型電源層