仿真后的谐振如何分析？谐振如何优化？

彦彦

仿真后的谐振如何分析？谐振如何优化？
9 M7 f' Y/ [$ x$ K- Z

dzkcool

根据实际产品，看谐振的频点和幅度对产品有无重大影响
% f5 ?' x+ b5 |& J  C% P优化方式基本上都是：修改电源铜箔外形尺寸、选择合适的电容等

好的时候

谢谢分分享！！！

彦彦

随着微电子技术的不断发展，更多功能的模拟和数字电路被制作或集成到单个芯片中。当大量高速开关器件同时快速切换状态时，就会产生电源噪声，干扰周围的高速信号， 并且由于噪声容限小，严重时，可引发芯片的误动作，造成不利影响。因此对电源完整性的研究显得越来越重要。 作为电源完整性的一大问题，谐振是指能量被夹在两个平行板之间，因原始信号与其反射信号同相而形成共振腔效应。在低频时，电源地平面对可当作一个理想电容来看待，其ESR和ESL都很小，在频率达到某一个高频段时，电源地平面间变成了一个谐振腔，等效为RLC串并联电路，在谐振频率点附近，平面对地阻抗变得很大，从而引发电源完整性的问题。 1，        谐振带来的问题 若谐振落在了设计关注的频段内，带来的问题，需要从三个方面来分析：一方面谐振过大，在谐振点处电源波动过大，稳压电源芯片VRM无法实时响应负载对于电流需求的快速变化，会出现电源跌落，从而产生电源噪声；第二方面在谐振点处，电源表现的高阻抗，使的部分噪声和信号能量无法在电源分配系统（PDS）中找到回流路径，最终会从PCB板辐射出去，造成EMI问题；最后一个方面，若谐振点与板上器件工作频率相同，将引起共振。无论哪种情况发生，都将导致板卡性能下降，甚至设计失败，从而延长设计周期和增加设计成本。因而，为了将问题控制在设计初期，需要在进行PCB设计时开展谐振仿真分析，及时发现存在问题，通过计算，并利用仿真工具优化设计。 2，        消除谐振的方法 当前，电源完整性谐振问题主要通过两个途径解决，即安装去耦电容和优化PCB的叠层设计及布局布线。当系统速率更高时，去耦电容作用减小。这时，只有通过优化PCB层间距设计及布局布线，降低反射等办法解决电源完整性问题。 结语 谐振问题是电源完整性的一大问题，在高速PCB设计中需在设计初期对其进行控制。不同频段的谐振有不同的处理方法

彦彦

谐振由物理结构决定，影响谐振的因素包括：介电常数，介质厚度，去耦电容的添加。当信号频谱在平面谐振点附近时，会引起平面电压的波动，将电源噪声放大。
优化谐振可以采用以下的方式：
! ?4 h7 _. w7 m0 A) E  j改变电源和地平面的面积，改变尺寸可以改变谐振频率，避开信号工作频谱；
6 F/ Z# A  V* m, |. b采用高介电参数的介质材料，可以降低电源/地的阻抗，谐振频率会降低；
$ \9 L0 e" I4 V# O- X6 S. V( D减小介质厚度，可以降低谐振振幅。
3 d8 p0 j8 M. x/ g  v" j

+ k; g" Z7 W( D3 R+ G  ]