高速PCB电源完整性仿真:PDN与目标阻抗优化
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更新于2024-08-11
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"高速PCB电路电源完整性仿真分析-论文"
本文详细探讨了高速PCB电路电源完整性(Power Integrity, PI)的仿真分析方法,旨在解决复杂高速PCB设计中的电源电压波动问题,以提高电源系统的稳定性和可靠性。作者团队包括孟祥胜、车凯、栗晓锋、李玖法、李苏炫和何雪琴,来自湖北汽车工业学院电气与信息工程学院。
电源完整性是确保电子设备在高速运行时,电源网络能够提供稳定、低噪声的电压供应的关键因素。随着集成电路速度的不断提升,PCB上的电源网络面临更严峻的挑战,如电压降、温度上升和电流密度增加,这些都可能导致性能下降和系统不稳定。
文章首先关注的是直流分析。通过对电源分配网络(Power Distribution Network, PDN)的设计优化,如增加覆铜面积、减少回流路径,有效地降低了1.15V电源网络的电压降,从9mV降至2.5mV,同时将温度下降了1.2℃,电流密度从91.3403A/mm²减至82.3935A/mm²。这些改进有助于减轻电源网络的负载,减少热量产生,降低功耗,从而提高整体电路性能。
接下来,文章重点讨论了交流分析。在987.34MHz的谐振点,通过添加22μF的去耦电容,构建去耦网络,可以有效地抑制谐振分布和PDN的输入阻抗,消除潜在的风险点。去耦电容的作用在于提供瞬态电流的需求,减少信号间的干扰,保持电源电压的稳定性。
通过这种基于PDN与目标阻抗协同仿真的设计方法,文章的仿真结果显示,高速PCB电路的电压波动和目标阻抗不匹配的风险得到了显著降低,从而提升了电源系统整体的稳定性和可靠性。
文章的关键词包括PCB、电源完整性、PDN和目标阻抗,反映了研究的核心内容。根据中图分类号TN914.3,这属于电子技术领域,而文献标识码A则表明这是一篇原创性的科研论文。此外,文章提供了中文和英文的引用格式,方便后续研究者参考引用。
这篇论文为高速PCB电路设计提供了一种有效的电源完整性仿真分析方法,对于从事相关领域的工程师和研究人员来说,具有重要的参考价值。通过深入理解并应用这些方法,可以在实际设计中避免或减少电源问题,提升电子产品的性能和可靠性。
2024-06-17 上传
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