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[仿真讨论] 在做PI仿真时,怎么根据频率选取电容个数和大小啊?

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发表于 2015-3-9 11:09 来自手机 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x

3 w0 \+ E; j/ z1 Q0 s在做PI仿真时,假如我的某个电源平面在150Mhz时存在谐振,我怎么根据谐振频率去算电容值的个数和大小啊?
. X! U6 A* v$ F/ @4 Q2 I
0 @3 }, ^- [5 ~7 ^' Q) _求大侠客帮忙解答??

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shark4685 + 2 加油!

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发表于 2015-3-9 13:53 | 只看该作者
本帖最后由 cousins 于 2015-3-9 15:14 编辑 . o8 L2 V0 F* M, b5 ~3 u, N! ?
红孩儿 发表于 2015-3-9 13:17
. q& @3 m7 `& u: \# t) K+ _" L版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。
2 U' t5 |+ A6 r3 e+ e
1.via的估算) I9 \1 Y% L2 @- O2 V5 ^; M
Lvia / BGA pairs$ _1 y0 A9 i9 t7 {
Lvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
+ G6 b9 o% p' VB为电源孔与地孔的中心距
3 \& L) D4 _* V, I; U, POD为钻孔外径
* \$ ~  R. B+ p- |' t; W7 ~8 uLength为过孔长度7 \0 ^- Z- y1 o: W
pi为3.14
- X) V2 [4 t* |' R0 R
$ C1 y* \* e9 O2.扇出线的L估算为0.02nH. v5 Z& m1 c% ]9 q  ?2 D3 _

. v: O, V0 j* N8 O3.电容的esl依照封装对应估算为
3 p1 a- l$ O6 g0201  0.2nH5 f! f. s2 F- Q* c: F8 \
0402 0.3nH
$ _2 C) u1 ~* Y* {' |' w- e0603 0.4nH
. w- X, I6 y$ C: M0805  0.6nH
7 [! E. `8 m+ u7 I1206  1nH0 `- T: k  h0 {1 x7 m( n, e# K
电解电容 1nH以上- Q- g- I- D& D6 M
; k  S8 x( C8 Z' Q6 j  ?  V

5 o5 H# k) y6 j/ S5 d3 s* P接下来就是估算整个电容对应的阻抗
+ [3 w5 h6 j- v, i" d环路的loop inductance为  扇出L+BGA的过孔L+电容焊盘L+电容过孔L+电容自身寄生L" D; X5 y# Q* e
若电容的过孔和bga的扇出过孔是同一个过孔则只需算一个过孔L对就可以。& |9 ^* `* I4 ^: k; `1 e3 I" x
然后阻抗就是r+j*omega*L+(1/j*omega*c)的估算桥段,可以看出C越大阻抗越小,然而C越大目前的工艺来讲L也会越大,同时,还会有电容直流耐压的可靠性设计要求,因此你要在其中选择一个均衡值,满足避开谐振的要求,同时又要满足直流耐压需求,另外还有一个成本的控制。当然电容并联使得esl减小是个不错的办法,但是要注意实际情况下,0402可靠的并联是6颗,更多的数量并联对esl的减小不再是明显的线性减小。! j6 {1 S4 n$ T+ z0 ?7 ?
3 F! r* i: W+ j: H" n4 P
至于r,在1GHz以下环路的电阻相对于L的感抗很小,主要的电阻来源于VRM的esr,只关心1MHz以上的话,可以忽略,你一定要算,就算入环路走线带趋肤效应的esr+过孔的esr就好,个人觉得,估算没必要那么较真。除非你想自己编写前仿真函数库。; O8 D5 N, U/ |

. h# V5 T, O6 A( ^+ [" [6 @1 P/ d7 ~$ g; C* E$ ~

点评

多谢consin版主,我先慢慢消化理解下。  详情 回复 发表于 2015-3-9 14:23
多谢consin版主,我先慢慢消化理解下。  详情 回复 发表于 2015-3-9 14:22

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参与人数 1威望 +10 收起 理由
shark4685 + 10 很给力!

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发表于 2015-3-9 11:17 | 只看该作者
你发在这个版块里面应该是问的电源完整性问题,不是EMI的问题。  i: J9 B% }7 Z2 J2 ~% ~
确认下你的150Mhz的噪声是是否是因为PKG或者是die引起的,是否能通过PCB+ l+ X4 M/ i& v( R' Y
的decap来解决,如果是,就要用pi的问题来解决啦,可以在论坛里搜搜PI的论文先学习学习。

点评

不过芯片的频率较高,你这个150M应该是PCB上的问题。  详情 回复 发表于 2015-3-9 11:21

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发表于 2015-3-9 11:21 | 只看该作者
shark4685 发表于 2015-3-9 11:17
0 A+ s* D4 U% y& [! ~8 E3 n你发在这个版块里面应该是问的电源完整性问题,不是EMI的问题。
% {3 f* ^8 ^$ W$ K3 x4 q) F确认下你的150Mhz的噪声是是否是因为PKG或 ...

/ ]7 w" O# k' S/ G# `: N9 w' S不过芯片的频率较高,你这个150M应该是PCB上的问题。( s  Y/ `2 J4 Q% S  d* A/ m

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4#
发表于 2015-3-9 11:21 | 只看该作者
楼上回答很专业~主要看电容的自谐振频率。

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5#
 楼主| 发表于 2015-3-9 11:25 | 只看该作者
我主要是想要消除150M以内的自谐振噪声!想加几个电容解决问题。也可能是EMI的问题。
  • TA的每日心情
    郁闷
    2025-4-28 15:02
  • 签到天数: 13 天

    [LV.3]偶尔看看II

    6#
    发表于 2015-3-9 11:58 | 只看该作者
    首先要确认EMI的是谁引起,不要盲目去做事情,很多会是无用功。

    该用户从未签到

    7#
    发表于 2015-3-9 12:04 | 只看该作者
    看目标阻抗理论。自己估算。

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2015-3-9 12:04 | 只看该作者
    也可以自己编写函数,excel是个好东西。
    9 J1 }+ T6 u8 v

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    版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。  详情 回复 发表于 2015-3-9 13:17

    该用户从未签到

    9#
    发表于 2015-3-9 12:25 | 只看该作者
    如果是仿真,那么就没有那么费事,直接在相应的位置加decap电容,多试一试就好,自己计算很费事

    该用户从未签到

    10#
     楼主| 发表于 2015-3-9 13:17 | 只看该作者
    cousins 发表于 2015-3-9 12:04$ g1 Y1 s3 n. P  O0 P9 {: @
    也可以自己编写函数,excel是个好东西。

    5 n& w3 D, Z  d版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。; \( f2 h; `4 B1 o

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    1.via的估算 Lvia / BGA pairs Lvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD)) B为电源孔与地孔的中心距 OD为钻孔外径 Length为过孔长度 pi为3.14 2.扇出线的L估算为0.02nH 3.电容的esl依照封装对应估算  详情 回复 发表于 2015-3-9 13:53

    该用户从未签到

    11#
    发表于 2015-3-9 13:29 | 只看该作者
    可以试试 在软件里找找相近的谐振频率电容放置在相应位置

    该用户从未签到

    13#
    发表于 2015-3-9 13:57 | 只看该作者
    补充一下:via pair的单位是基于英制的mil

    该用户从未签到

    14#
    发表于 2015-3-9 14:13 | 只看该作者
    解决问题首先得分析原因,电子产品关联因素多。

    该用户从未签到

    15#
     楼主| 发表于 2015-3-9 14:22 | 只看该作者
    cousins 发表于 2015-3-9 13:53
    ) A# K: m; `: E; E1.via的估算2 ~& u* `& K' e& F  @) J0 L$ R
    Lvia / BGA pairs2 S2 y+ A' F) k% w9 B* w& a
    Lvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))

    7 M0 m" |6 _" _多谢consin版主,我先慢慢消化理解下。

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    搞懂了希望多来论坛帮助新人。  详情 回复 发表于 2015-3-9 14:38
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