什么导致了电力车响在我生产吗?

这种集成电路和其他组件需要稳定的权力和脱钩

很久很久以前,在一个电子实验室,遥远,电源完整性和信号完整性问题的一种补充。信号切换慢到数字系统的不同部分之间的干扰几乎难以察觉的。即使TTL逻辑变得足够快的要求标准的方法防止串扰和干扰,电源完整性问题,特别是电力汽车响,还是微不足道的,只要你的电源是足够稳定。

你可以感谢发射极耦合逻辑揭示权力的完整性问题,导致严重的信号完整性问题。在过去的30年里,自从ECL不再局限于超级计算机和在更广泛的市场上首次亮相,设计师使用高速数字系统现在需要解决电源完整性问题和采取实际措施来解决这些问题。fpga等新器件、高性能单片机和许多asic和soc运行在高速/高频噪音和微薄的利润,设计师需要采取更多措施来确保高性能设计不经历显著的力量波动。

电源总线响是什么?

电源总线铃声总是发生在你的电路板;您需要考虑的问题是响是否强烈到足以观察到在你的董事会。如果你已经老学校,正在与12 V CMOS逻辑,你可能不需要担心任何事情,即使一个不受管制的电力供应。与现代逻辑运行在1.2 V和ICs画amps-worth电流、功率总线响可能是巨大的。逻辑开关的家庭超过几ns需要重要的解耦确保权力的完整性,将在下面更详细地讨论。

当一个设备就像一个FPGA反复开关,尤其是大量的盖茨从电源开关和画电流,电流的突然爆炸可以产生一个瞬变电流和电压响应你的生产。这种瞬态响应通常出现的欠阻尼的振荡电压水平。瞬变电流和暂态电压相关的阻抗生产:

电源总线振铃电压和生产阻抗之间的关系

这种瞬态电压/电流振荡通常被称为功率总线响了。瞬态电压和瞬态电流之间的这种关系是你生产的目标阻抗的原因变得极其重要。当前的开关集成电路是固定的,和由此产生的瞬态电压需要尽可能减少到确保权力的完整性。这就是为什么我们说的阻抗生产需要低于目标值。对于一个给定的瞬变电流较小的生产阻抗会产生较小的功率总线响了。这将减少电压的变化被供应在生产的标记。

虽然电力总线响有时被称为电源纹波,这两个术语本质上指的是不同的现象。涟漪一般指剩下的振荡在电源电压和电流由于交直流转换,同时振铃指时产生的瞬态振荡ICs开关状态或输出水平。电源纹波出现在一个不受监管的电源的输出;如果你测量的输出的振荡稳压电源,那么它最有可能是由于响了。此外,涟漪从能量转化出现在60赫兹(北美)或50赫兹(欧洲),而电源总线响将出现在更高的频率。

减少电源总线与解耦响

如果你看一个典型的电路模型生产,它看起来是一个复杂的RLC网络各种RLC串联和并联的部分(见下文)。这个模型包括电力飞机/电力rails提供的寄生电容和地面飞机、各种导体的寄生电感和电阻构成你的生产。

尽管去耦电容器已收到一个不幸的名字,他们什么都不分离;他们的工作是提供一个油藏的瞬变电流的补偿电源总线响作为集成电路开关。在本质上,开关集成电路应该画从解耦电容而不是电源。这一事实是一种方法,你可以大小去耦电容;总费用来自去耦电容器应该等于瞬变电流的时间积分。

当从另一个角度看,你生产的阻抗会的平方根成反比的等效电容生产和分离网络。这就是为什么去耦电容电源和地面点之间添加;从解耦电容和电容寄生电容与地平面之间并行电源平面/电力rails,所以这些元素的组合增加生产的电容,减少生产的阻抗,从而减少权力的大小巴士响了。

例子电路模型来描述电力总线响了

发射极耦合逻辑与逻辑同样快,最好的方式,以确保足够的解耦是使用电力和地面飞机为了确保生产足够低阻抗平面层的这种安排提供了足够大的电容。这比使用大量大去耦电容在您的生产。将组件放在顶层,紧随其后的是一个地平面,然后飞机。

还有另一个问题,需要考虑在描述电力总线响:self-resonance频率电容元件的生产。每个人都应该注意这些self-resonances负责阻抗高峰和低谷的阻抗谱的生产。补偿self-resonances与旁路和去耦电容器生产可以通过添加一个小电感(有时称为解耦电感器)之间的解耦电容和一个集成电路。

电源总线响由于瞬态振动是不可避免的,但你可以设计正确的解耦网络,模拟其行为时使用正确的PCB设计和分析软件包中。仿真工具OrCAD PSpice软件模拟器和全套的分析工具从节奏让你检查你的生产的行为,防止常见的电源完整性问题在先进的数字和模拟系统。

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