Integrita napájení (PI)
Integrita napájení, označovaná jako PI, má potvrdit, zda napětí a proud zdroje napájení a cíle splňují požadavky. Integrita napájení zůstává jednou z největších výzev při návrhu vysokorychlostních desek plošných spojů.
Úroveň integrity napájení zahrnuje úroveň čipu, úroveň balení čipu, úroveň obvodové desky a úroveň systému. Mezi nimi by integrita napájení na úrovni obvodové desky měla splňovat následující tři požadavky:
1. Udělejte zvlnění napětí na kolíku čipu menší, než je specifikace (např. chyba mezi napětím a 1V je menší než +/-50 mv);
2. Řízení zemního odrazu (také známé jako synchronní spínací šum SSN a synchronní spínací výstup SSO);
3, snížit elektromagnetické rušení (EMI) a zachovat elektromagnetickou kompatibilitu (EMC): napájecí distribuční síť (PDN) je největší vodič na desce plošných spojů, takže je to také nejjednodušší anténa pro přenos a příjem šumu.
Problém integrity napájení
Problém integrity napájecího zdroje je způsoben hlavně nepřiměřeným návrhem oddělovacího kondenzátoru, vážným vlivem obvodu, špatnou segmentací více napájecích/uzemňovacích ploch, nepřiměřeným návrhem formace a nerovnoměrným proudem. Pomocí simulace integrity napájení byly tyto problémy nalezeny a poté byly problémy integrity napájení vyřešeny následujícími metodami:
(1) úpravou šířky laminovací linky PCB a tloušťky dielektrické vrstvy tak, aby splňovaly požadavky na charakteristickou impedanci, úpravou struktury laminace tak, aby splňovala princip krátké zpětné dráhy signálového vedení, úpravou segmentace napájecího zdroje/zemní roviny, zamezení jevu důležité segmentace signálového vedení;
(2) byla provedena analýza impedance napájení pro napájecí zdroj použitý na desce plošných spojů a byl přidán kondenzátor pro řízení napájecího zdroje pod cílovou impedanci;
(3) v části s vysokou proudovou hustotou upravte polohu zařízení tak, aby proud procházel širší cestou.
Analýza integrity napájení
Při analýze integrity napájení patří mezi hlavní typy simulace analýza poklesu stejnosměrného napětí, analýza oddělení vazby a analýza šumu. Analýza úbytku stejnosměrného napětí zahrnuje analýzu složitého zapojení a rovinných tvarů na desce plošných spojů a lze ji použít k určení, jak velké napětí se ztratí v důsledku odporu mědi.
Zobrazuje grafy aktuální hustoty a teploty „horkých míst“ v PI/tepelné kosimulaci
Analýza oddělení obvykle řídí změny v hodnotě, typu a počtu kondenzátorů používaných v PDN. Proto je nutné započítat parazitní indukčnost a odpor modelu kondenzátoru.
Typ analýzy hluku se může lišit. Mohou zahrnovat šum z napájecích kolíků integrovaného obvodu, který se šíří kolem obvodové desky a lze jej ovládat oddělovacími kondenzátory. Prostřednictvím analýzy šumu je možné zkoumat, jak je hluk spojen z jedné díry do druhé, a je možné analyzovat šum synchronního spínání.