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開關電源之PCB板中為什么要求電源和信號完整性有關聯(lián)?

來源:東莞市成良智能科技   發(fā)布時間:2020-06-17   點擊量:800



不管是在開關電源之電路設計中還是在其他電路設計中,一般我們很關心信號的質量問題,但有時我們往往局限在信號線上進行研究,而把電源和地當成理想的情況來處理,雖然這樣做能使問題簡化,但在高速設計中,這種簡化已經(jīng)是行不通的了。

開關電源之PCB板中要求電源和信號完整性有關聯(lián)1)去耦電容
我們都知道在電源和地之間加一些電容可以降低系統(tǒng)的噪聲,但是到底在電路板上加多少電容?每個電容的容值多大合適?每個電容放在什么位置更好?類似這些問題我們一般都沒有去認真考慮過,只是憑設計者的經(jīng)驗來進行,有時甚至認為電容越少越好。

開關電源之PCB板中要求電源和信號完整性有關聯(lián)2) 地反彈
當高速器件的邊緣速率低于0.5ns時,來自大容量數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)交換速率特別快,當它在電源層中產(chǎn)生足以影響信號的強波紋時,就會產(chǎn)生電源不穩(wěn)定問題。當通過地回路的電流變化時,由于回路電感會產(chǎn)生一個電壓,當上升沿縮短時,電流變化率增大,地反彈電壓增加。
從技術的發(fā)展角度來看,開關電源之器件的上升沿將只會減少,總線的寬度將只會增加。保持地反彈在可接受的唯一方法是減少電源和地分布電感。

開關電源之PCB板中要求電源和信號完整性有關聯(lián)3) 電源分配系統(tǒng)
電源完整性設計是一件十分復雜的事情,但是如何近年控制電源系統(tǒng)(電源和地平面)之間阻抗是設計的關鍵。理論上講,電源系統(tǒng)間的阻抗越低越好,阻抗越低,噪聲幅度越小,電壓損耗越小。實際設計中我們可以通過規(guī)定最大的電壓和電源變化范圍來確定我們希望達到的目標阻抗,然后,通過調整電路中的相關因素使電源系統(tǒng)各部分的阻抗(與頻率有關)目標阻抗去逼近。

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