Цілісність живлення (PI)

Цілісність живлення, яка називається PI, має підтвердити, чи відповідають напруга та струм джерела живлення та призначення вимогам. Цілісність живлення залишається однією з найбільших проблем у проектуванні високошвидкісних друкованих плат.

Рівень цілісності живлення включає рівень чіпа, рівень упаковки чіпа, рівень друкованої плати та рівень системи. Серед них цілісність живлення на рівні друкованої плати має відповідати таким трьом вимогам:

1. Зробіть пульсації напруги на контакті мікросхеми меншими, ніж специфікація (наприклад, похибка між напругою та 1 В менше +/-50 мВ);

2. Контроль відскоку від землі (також відомий як шум синхронного перемикання SSN і вихід синхронного перемикання SSO);

3, зменшити електромагнітні перешкоди (EMI) і зберегти електромагнітну сумісність (EMC): мережа розподілу електроенергії (PDN) є найбільшим провідником на друкованій платі, тому це також найпростіша антена для передачі та прийому шуму.

Проблема цілісності живлення

Проблема цілісності джерела живлення в основному спричинена необґрунтованою конструкцією розв’язувального конденсатора, серйозним впливом схеми, поганою сегментацією кількох джерел живлення/площини заземлення, необґрунтованою конструкцією формування та нерівномірним струмом. За допомогою моделювання цілісності живлення ці проблеми були виявлені, а потім проблеми цілісності живлення були вирішені такими методами:

(1) регулюючи ширину лінії ламінування друкованої плати та товщину шару діелектрика відповідно до вимог характеристичного опору, регулюючи структуру ламінування відповідно до принципу короткого зворотного шляху сигнальної лінії, регулюючи сегментацію джерела живлення/площини заземлення, уникнення явища важливої ​​сегментації сигнальної лінії;

(2) був проведений аналіз імпедансу потужності для джерела живлення, що використовується на друкованій платі, і конденсатор був доданий для контролю джерела живлення нижче цільового імпедансу;

(3) у частині з високою щільністю струму відрегулюйте положення пристрою, щоб струм проходив ширшим шляхом.

Аналіз цілісності живлення

В аналізі цілісності живлення основні типи моделювання включають аналіз падіння напруги постійного струму, аналіз розв’язки та аналіз шуму. Аналіз падіння напруги постійного струму включає аналіз складної проводки та плоских форм на друкованій платі та може використовуватися для визначення того, скільки напруги буде втрачено через опір міді.

Відображає графіки густини струму та температури «гарячих точок» у PI/термічному спільному моделюванні

Аналіз розв’язки зазвичай змінює значення, тип і кількість конденсаторів, що використовуються в PDN. Тому необхідно включити паразитну індуктивність і опір моделі конденсатора.

Тип аналізу шуму може відрізнятися. Вони можуть включати шум від контактів живлення мікросхеми, який поширюється по друкованій платі та може контролюватись за допомогою розв’язувальних конденсаторів. За допомогою аналізу шуму можна дослідити, як шум передається від одного отвору до іншого, і можна проаналізувати шум синхронного перемикання.