Jaudas integritāte (PI)

Jaudas integritāte, ko dēvē par PI, ir apstiprināt, vai strāvas avota un galamērķa spriegums un strāva atbilst prasībām. Jaudas integritāte joprojām ir viens no lielākajiem izaicinājumiem ātrgaitas PCB projektēšanā.

Jaudas integritātes līmenis ietver mikroshēmas līmeni, mikroshēmas iepakojuma līmeni, shēmas plates līmeni un sistēmas līmeni. Tostarp jaudas integritātei shēmas plates līmenī jāatbilst šādām trim prasībām:

1. Padariet sprieguma pulsāciju mikroshēmas tapā mazāku par specifikāciju (piemēram, kļūda starp spriegumu un 1V ir mazāka par +/-50mv);

2. Kontrolēt zemējuma atsitienu (pazīstams arī kā sinhronais pārslēgšanas troksnis SSN un sinhronās pārslēgšanas izvade SSO);

3, samaziniet elektromagnētiskos traucējumus (EMI) un saglabājiet elektromagnētisko saderību (EMC): elektroenerģijas sadales tīkls (PDN) ir lielākais vadītājs shēmas platē, tāpēc tā ir arī vienkāršākā antena, lai pārraidītu un uztvertu troksni.

Jaudas integritātes problēma

Barošanas avota integritātes problēmu galvenokārt izraisa nepamatota atsaistes kondensatora konstrukcija, ķēdes nopietna ietekme, slikta vairāku barošanas avota/zemes plaknes segmentācija, nepamatota veidojuma konstrukcija un nevienmērīga strāva. Izmantojot jaudas integritātes simulāciju, šīs problēmas tika atrastas, un pēc tam jaudas integritātes problēmas tika atrisinātas ar šādām metodēm:

(1) pielāgojot PCB laminēšanas līnijas platumu un dielektriskā slāņa biezumu, lai tas atbilstu raksturīgās pretestības prasībām, pielāgojot laminēšanas struktūru, lai tā atbilstu signāla līnijas īsa atpakaļplūsmas ceļa principam, pielāgojot barošanas avotu / zemes plaknes segmentāciju, izvairoties no svarīgas signāla līnijas laiduma segmentācijas parādības;

(2) tika veikta jaudas pretestības analīze PCB izmantotajam barošanas avotam, un tika pievienots kondensators, lai kontrolētu barošanas avotu zem mērķa pretestības;

(3) daļā ar augstu strāvas blīvumu noregulējiet ierīces stāvokli, lai strāva iet cauri plašākam ceļam.

Jaudas integritātes analīze

Strāvas integritātes analīzē galvenie simulācijas veidi ietver līdzstrāvas sprieguma krituma analīzi, atsaistes analīzi un trokšņu analīzi. Līdzstrāvas sprieguma krituma analīze ietver sarežģītu vadu un plakņu formu analīzi uz PCB, un to var izmantot, lai noteiktu, cik daudz sprieguma tiks zaudēts vara pretestības dēļ.

Parāda “karsto punktu” strāvas blīvuma un temperatūras grafikus PI/termiskā kosimulācijā

Atdalīšanas analīze parasti izraisa izmaiņas PDN izmantoto kondensatoru vērtībā, tipā un skaitā. Tāpēc kondensatora modelī ir jāiekļauj parazitārā induktivitāte un pretestība.

Trokšņa analīzes veids var atšķirties. Tie var ietvert troksni no IC barošanas tapām, kas izplatās ap shēmas plati, un tos var kontrolēt, atvienojot kondensatorus. Izmantojot trokšņu analīzi, ir iespējams izpētīt, kā troksnis tiek savienots no viena cauruma uz otru, un ir iespējams analizēt sinhrono pārslēgšanas troksni.