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直流电源完整性(二)PDN阻抗是随频率变化而变

文章来源:稳压电源公司,时间:2017-09-06 14:27    点击量:

    (二)直流电源传输网络阻抗随频率变化而变化前面提到直流电源传输网络或存在一些寄生的电感和电容,甚至有些设计中,设计人员会人为的添加一些去耦电容,这些电感和电容使得直流电源传输网络表现出针对不同频率信号有着不同的阻抗.为了能够更好的理解这种特性,我们有必要了解一下集总直流电源电路的分析方法.这里先使用集总分析方法来看一个是串行谐振直流电源电路和一个是并行谐振直流电源电路.

直流电源完整性(二)PDN阻抗是随频率变化而变
    串行谐振直流电源电路串行谐振直流电源电路定义为一个电容和一个电感串联的直流电源电路,具体直流电源电路如下图所示.

    直流电源完整性(二)PDN阻抗是随频率变化而变化当XC(容抗)和XL(感抗)的幅度相同,相位相反时,直流电源电流为最大,也就是在这种情况下阻抗最小.这种情况发生的频率为串行谐振频率,串行谐振频率可以由如下公式获得:

    直流电源电路的频域阻抗曲线如下图所示.

    直流电源完整性(二)PDN阻抗是随频率变化而变化并行谐振直流电源电路并行谐振直流电源电路是由一个电容和一个电感并行连接而成, 具体直流电源电路如下图所示:

    直流电源完整性(二)PDN阻抗是随频率变化而变化当XC(容抗)和XL(感抗)的幅度相同而相位相反,则可以通过最小的直流电源电流,也就是说阻抗最大,这时的频率称之为并行谐振直流电源电路.谐振频率由如下公式得到:

    直流电源电路的频域阻抗曲线如下图所示.

    直流电源完整性(二)PDN阻抗是随频率变化而变化通过对以上2种直流电源电路的分析,我们知道直流电源分布网络表现的阻抗相对于频率来说不再是一个常数,而是一个随着频率变化而变化的阻抗值.加上芯片对直流电源电流的需求是随着时间变化的,最终用电芯片得到的直流电源电压也将是一个随着时间而变化的直流电源电压.我们通常称这些变化的直流电源电压成份为直流电源电压噪声.接下来我们会详细了解直流电源传输网络的各个组成部分,然后对直流电源传输网络进行建模.

    参考文献:

    Xilinx WP411, "Simulating FPGA Power Integrity Using S-Parameter Models"

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