高速電路的電源完整性分析.pdf

1、由于電子產(chǎn)品的工作頻率不停提升，系統(tǒng)的時(shí)鐘邊緣速率變得越來越快，供電電壓和噪聲容限不斷降低，導(dǎo)致信號的畸變已經(jīng)到了影響電路功能實(shí)現(xiàn)的程度，其中一個(gè)重要的原因就是同步開關(guān)噪聲(SSN)會(huì)對高速電路的電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)產(chǎn)生干擾。平面間的SSN可以引起諧振，而電源/地平面間的諧振現(xiàn)象又會(huì)使SSN變得嚴(yán)重。在印制電路板(PCB)上由噪聲傳播引起的電源完整性(PI)已經(jīng)得到了廣泛的研究，并且提出了多種解決方法：添加去耦電容，使用電磁帶隙(EB

2、G)結(jié)構(gòu)等。
　　本文在上述背景下，重點(diǎn)分析了EBG結(jié)構(gòu)對PDN中SSN的抑制效果。首先介紹了高速電路的發(fā)展歷程及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，其次，介紹了PDN設(shè)計(jì)的基本組成部分，重點(diǎn)討論去耦電容的工作原理、設(shè)計(jì)方法、安裝等內(nèi)容；接著對PDN的設(shè)計(jì)方法、噪聲來源、直流壓降進(jìn)行了闡述。然后分析了SSN形成的原因及其抑制方法以及各種的優(yōu)缺點(diǎn)。最后詳細(xì)地比較了兩種經(jīng)典的EBG結(jié)構(gòu)：蘑菇型EBG結(jié)構(gòu)和平面型EBG結(jié)構(gòu)，分別闡述了它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、等效電

3、路分析模型及SSN抑制特性，并描述兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)EBG結(jié)構(gòu)的理論，設(shè)計(jì)了一種新穎的T型狹縫L-EBG結(jié)構(gòu)。詳細(xì)描述了該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并將實(shí)測結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行對比，證實(shí)結(jié)構(gòu)的可行性。使用集總元件電路模型與諧振腔模型分析估算了T型狹縫L-EBG結(jié)構(gòu)的下截止頻率與上截止頻率。同時(shí)，使用CST仿真得到了結(jié)構(gòu)的直流阻抗，并根據(jù)獲得的眼圖，分析信號傳輸特性。通過與傳統(tǒng)的開槽型L-EBG結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，得到以下結(jié)論：相比于傳統(tǒng)的開槽型L-b