電源完整性設計詳解(共26頁pdf下載)

ID:218991 · 發表于 2017-7-12 08:45

設計電源時的注意事項，大家可以看看，學習學習

目  錄

1  為什么要重視電源噪聲問題？.................................................................... - 1 -
2  電源系統噪聲余量分析................................................................................ - 1 -
3  電源噪聲是如何產生的？............................................................................ - 2 -
4  電容退耦的兩種解釋.................................................................................... - 3 -
4.1  從儲能的角度來說明電容退耦原理。.............................................. - 3 -
4.2  從阻抗的角度來理解退耦原理。...................................................... - 4 -
5  實際電容的特性............................................................................................ - 5 -
6  電容的安裝諧振頻率.................................................................................... - 8 -
7  局部去耦設計方法...................................................................................... - 10 -
8  電源系統的角度進行去耦設計.................................................................. - 12 -
8.1  著名的 Target Impedance（目標阻抗）.......................................... - 12 -
8.2  需要多大的電容量............................................................................ - 13 -
8.3  相同容值電容的并聯........................................................................ - 15 -
8.4  不同容值電容的并聯與反諧振（Anti-Resonance）...................... - 16 -
8.5 ESR對反諧振（Anti-Resonance）的影響...................................... - 17 -
8.6  怎樣合理選擇電容組合.................................................................... - 18 -
8.7  電容的去耦半徑................................................................................ - 20 -
8.8  電容的安裝方法................................................................................ - 21 -
9  結束語.......................................................................................................... - 24 -
電源完整性設計詳解

1、為什么要重視電源噪聲問題？
芯片內部有成千上萬個晶體管，這些晶體管組成內部的門電路、組合邏輯、寄存器、計
數器、延遲線、狀態機、以及其他邏輯功能。隨著芯片的集成度越來越高，內部晶體管數量
越來越大。芯片的外部引腳數量有限，為每一個晶體管提供單獨的供電引腳是不現實的。芯
片的外部電源引腳提供給內部晶體管一個公共的供電節點，因此內部晶體管狀態的轉換必然
引起電源噪聲在芯片內部的傳遞。
對內部各個晶體管的操作通常由內核時鐘或片內外設時鐘同步，但是由于內部延時的差
別，各個晶體管的狀態轉換不可能是嚴格同步的，當某些晶體管已經完成了狀態轉換，另一
些晶體管可能仍處于轉換過程中。芯片內部處于高電平的門電路會把電源噪聲傳遞到其他門
電路的輸入部分。如果接受電源噪聲的門電路此時處于電平轉換的不定態區域，那么電源噪
聲可能會被放大，并在門電路的輸出端產生矩形脈沖干擾，進而引起電路的邏輯錯誤。芯片
外部電源引腳處的噪聲通過內部門電路的傳播，還可能會觸發內部寄存器產生狀態轉換。
除了對芯片本身工作狀態產生影響外，電源噪聲還會對其他部分產生影響。比如電源噪

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ID:31104 · 發表于 2020-6-3 16:32

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電源完整性設計詳解(共26頁pdf下載)