Jaudas integritāte (PI)

Jaudas integritāte, ko dēvē par PI, ir apstiprināt, vai enerģijas avota un mērķa spriegums un strāva atbilst prasībām. Jaudas integritāte joprojām ir viena no lielākajām problēmām ātrgaitas PCB dizainā.

Jaudas integritātes līmenī ietilpst mikroshēmas līmenis, mikroshēmu iesaiņojuma līmenis, shēmas plates līmenis un sistēmas līmenis. Starp tiem jaudas integritātei shēmas plates līmenī jāatbilst šādām trim prasībām:

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

2. Kontroles zemes atsitiens (pazīstams arī kā sinhronais komutācijas troksnis SSN un sinhronās komutācijas izejas SSO);

3, samaziniet elektromagnētiskos traucējumus (EMI) un uzturiet elektromagnētisko savietojamību (EMC): jaudas sadales tīkls (PDN) ir lielākais diriģents uz ķēdes plates, tāpēc tā ir arī visvieglākā antena, lai pārraidītu un saņemtu troksni.

Jaudas integritātes problēma

Strāvas padeves integritātes problēmu galvenokārt izraisa nepamatots atsaistīšanas kondensatora dizains, ķēdes nopietna ietekme, vairāku barošanas avotu/zemes plaknes slikta segmentēšana, nepamatots veidošanās dizains un nevienmērīga strāva. Izmantojot enerģijas 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 tas atbilstu signāla līnijas īsā aizmugures ceļa principam, pielāgojot barošanas avotu/zemes plaknes segmentēšanu, izvairoties no svarīgas signāla līnijas segmentācijas fenomena;

(2) tika veikta enerģijas pretestības analīze attiecībā uz PCB izmantoto barošanas avotu, un kondensators tika pievienots, lai kontrolētu barošanas avotu zem mērķa pretestības;

(3) Detrā ar augstu strāvas blīvumu pielāgojiet ierīces stāvokli, lai strāva iziet caur plašāku ceļu.

Enerģijas integritātes analīze

Jaudas integritātes analīzē galvenie simulācijas veidi ietver līdzstrāvas sprieguma pilienu analīzi, atsaistīšanas analīzi un trokšņa analīzi. Līdzstrāvas sprieguma pilienu analīze ietver sarežģītu elektroinstalācijas un plaknes formu analīzi uz PCB, un to var izmantot, lai noteiktu, cik daudz sprieguma tiks zaudēts vara pretestības dēļ.

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

DEKOUPĒŠANAS ANALĪZE parasti veicina PDN izmantoto kondensatoru vērtības, veida un skaita izmaiņas. Tāpēc ir jāiekļauj kondensatora modeļa parazītu induktivitāte un pretestība.

Trokšņa analīzes veids var atšķirties. Tie var ietvert troksni no IC strāvas tapām, kas izplatās ap ķēdes plati, un tos var kontrolēt, atdalot kondensatorus. Veicot trokšņa analīzi, ir iespējams izpētīt, kā troksnis tiek savienots no viena cauruma uz otru, un ir iespējams analizēt sinhrono pārslēgšanas troksni.