舉個例子

 

考慮設計一個10 mΩ參考層，如圖1所示。如紅色曲線所示，系統(tǒng)電路板上使用許多不同值的電容，0.001 μF、0.01 μF、0.1 μF等等。這當然可以降低500 MHz頻率范圍內(nèi)的阻抗，但是，請看綠色曲線，同樣的設計僅使用0.1 μF和10 μF電容。這證明，如果使用正確的電容，則不需要如此多的電容。這也有助于節(jié)省空間和物料（BOM）成本。

 

圖1. 電容示例

 

注意，并非所有電容“生而平等”，即使同一供應商，工藝、尺寸和樣式也有差別。如果未使用正確的電容，不論是多個電容還是幾個不同類型，都會給PDS帶來反作用。結(jié)果可能是形成電感環(huán)路。電容放置不當或者使用不同工藝和型號的電容（因而對系統(tǒng)內(nèi)的頻率做出不同響應），彼此之間可能會發(fā)生諧振，見圖2。

 

 

圖2. 諧振電容

 

所以，了解系統(tǒng)所用電容類型的頻率響應很重要。隨便選用電容，會讓設計低阻抗PDS系統(tǒng)的努力付之東流。

 

如何設計出合格的PDS

 

要設計出合格的PDS，需要使用各種電容（見圖1）。PCB上使用的典型電容值只能將直流或接近直流頻率至約500 MHz范圍的阻抗降低。高于500 MHz頻率時，電容取決于PCB形成的內(nèi)部電容。注意，電源層和接地層緊密疊置會有幫助。

 

應當設計一個支持較大層電容的PCB層疊結(jié)構。例如，六層堆疊可能包含頂部信號層、第一接地層、第一電源層、第二電源層、第二接地層和底部信號層。規(guī)定第一接地層和第一電源層在層疊結(jié)構中彼此靠近，這兩層間距為2到4密爾，形成一個固有高頻層電容。此電容的最大優(yōu)點是它是免費的，只需在PCB制造筆記中注明。如果必須分割電源層，同一層上有多個VDD電源軌，則應使用盡可能大的電源層。不要留下空洞，同時應注意敏感電路。這將使該VDD層的電容最大。

 

如果設計允許存在額外的層（上例中，從六層變?yōu)榘藢樱?，則應將兩個額外的接地層放在第一和第二電源層之間。在核心間距同樣為2到3密爾的情況下，此時層疊結(jié)構的固有電容將加倍，示例見圖3。

 

圖3. 高頻層電容示例

 

與添加更多分立高頻電容以在高頻時保持低阻抗相比，此結(jié)構更易于設計。

 

PDS的任務是將響應電源電流需求而產(chǎn)生的電壓紋波降至最低，這點很重要但常被忽略。所有電路都需要電流，有些電路需求量較大，有些電路則需要以較快的速率提供電流。采用充分去耦的低阻抗電源層或接地層以及良好的PCB層疊，有助于將因電路的電流需求而產(chǎn)生的電壓紋波降至最低。例如，根據(jù)所用的去耦策略，如果系統(tǒng)設計的開關電流為1 A，PDS的阻抗為10 mΩ，則最大電壓紋波為10 mV。計算很簡單：V = IR。

 

憑借完美的PCB堆疊，可覆蓋高頻范圍，同時在電源層起始入口點和高功率或浪涌電流器件周圍使用傳統(tǒng)去耦，可覆蓋低頻范圍(<500 MHz)。這可確保PDS阻抗在整個頻率范圍內(nèi)均最低。沒有必要各處都配置電容；電容正對著每個IC放置會破壞許多制造規(guī)則。如果需要這種嚴厲的措施，則說明電路存在其它問題。

 

 

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