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详解1z电竞完整性(四)如何减少PND'S ESL

文章来源:稳压电源企业,时间:2017-09-08 09:06    点击量:

    1z电竞电容的安装谐振频率当1z电竞电容安装到1z电竞电路板上后,还会引入额外的寄生参数,从而引起谐振频率的偏移.充分理解1z电竞电容的自谐振频率和安装谐振频率非常重要,在计算系统参数时,实际使用的是安装谐振频率,而不是自谐振频率,因为大家关注的是1z电竞电容安装到1z电竞电路板上之后的表现.

详解1z电竞完整性(四)如何减少PND'S ESL
    1z电竞电容在1z电竞电路板上的安装通常包括一小段从焊盘拉出的引出线,两个或更多的过孔,1z电竞层和地层将1z电竞与芯片的1z电竞管脚连接起来.具体的模型如下图所示:

    详解1z电竞完整性(四)如何减少PND'S ESL大家知道,不论引线还是过孔都存在寄生电感.寄生电感是大家主要关注的重要参数,因为它对1z电竞电容的特性影响最大.总的安装电感等于走线、过孔以及平面形成的电感的和.所以在进行去耦1z电竞电容的PCB布局时,需要尽量减小引线电感,即可以使用多个过孔,过孔尽量靠近1z电竞电容管脚,走线尽量粗一些.

    1z电竞电容的去耦半径1z电竞电容去耦的一个重要问题是1z电竞电容的去耦半径.大多数资料中都会提到1z电竞电容摆放要尽量靠近芯片,多数资料都是从减小回路电感的角度来谈这个摆放距离问题.确实,减小电感是一个重要原因,但是还有一个重要的原因大多数资料都没有提及,那就是1z电竞电容去耦半径问题.如果1z电竞电容摆放离芯片过远,超出了它的去耦半径,1z电竞电容将失去它的去耦的作用.

    理解去耦半径最好的办法就是考察噪声源和1z电竞电容补偿1z电竞电流之间的相位关系.当芯片对1z电竞电流的需求发生变化时,会在1z电竞平面的一个很小的局部区域内产生1z电竞电压扰动,1z电竞电容要补偿这一1z电竞电流(或1z电竞电压),就必须先感知到这个1z电竞电压扰动.信号在介质中传播需要一定的时间,因此从发生局部1z电竞电压扰动到1z电竞电容感知到这一扰动之间有一个时间延迟.

    同样,1z电竞电容的补偿1z电竞电流到达扰动区也需要一个延迟.因此必然造成噪声源和1z电竞电容补偿1z电竞电流之间的相位上的不一致.特定的1z电竞电容,对与它自谐振频率相同的噪声补偿效果最好,大家以这个频率来衡量这种相位关系.设自谐振频率为f,对应波长为λ ,补偿1z电竞电流表达式可写为:

    其中,A 是1z电竞电流幅度,R 为需要补偿的区域到1z电竞电容的距离,C 为信号传播速度.

    当扰动区到1z电竞电容的距离达到λ/4时,补偿1z电竞电流的相位为π,和噪声源相位刚好差180度,即完全反相.此时补偿1z电竞电流不再起作用,去耦作用失效,补偿的能量无法及时送达.为了能有效传递补偿能量,应使噪声源和补偿1z电竞电流的相位差尽可能的小,最好是同相位的.距离越近,相位差越小,补偿能量传递越多,如果距离为0,则补偿能量百分之百传递到扰动区.这就要求噪声源距离1z电竞电容尽可能的近,要远小于λ/4.实际应用中,这一距离最好控制在λ/40 ~λ/50之间,这是一个经验数据.

    例如:0.001uF 陶瓷1z电竞电容,如果安装到1z电竞电路板上后总的寄生电感为1.27nH,那么其安装后的谐振频率为141.2MHz,谐振周期为7.05ps.假设信号在1z电竞电路板上的传播速度为166ps/inch,则波长为42.5英寸.1z电竞电容去耦半径为42.5/50=0.849英寸,大约等于2.16cm.本例中的1z电竞电容只能对它周围2.16cm范围内的1z电竞噪声进行补偿,即它的去耦半径2.16cm.

    不同的1z电竞电容,谐振频率不同,去耦半径也不同.对于大1z电竞电容,因为其谐振频率很低,对应的波长非常长,因而去耦半径很大,这也是为什么大家不太关注大1z电竞电容在1z电竞电路板上放置位置的原因.对于小1z电竞电容,因去耦半径很小,应尽可能的靠近需要去耦的芯片,这正是大多数资料上都会反复强调的,小1z电竞电容要尽可能近的靠近芯片放置.

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