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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
0 ^1 f$ E  q3 n; b  e
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?
( |( D2 }5 e( \" E; m' l
* T# e  b- V0 Z2 K9 b2 l- C求大侠客帮忙解答??

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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 & V+ a+ J0 ^& S2 R' J- F1 M
红孩儿 发表于 2015-3-9 13:17
2 A: G1 o" I% w! l/ _- o版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。
; R( s0 r  P( d) W; w# g1 m7 z
1.via的估算( {* H) R# b. z( |
Lvia / BGA pairs
/ K6 f# X6 V7 @; E5 @1 I8 ]$ T9 [Lvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD)). u# p$ n1 ]' z2 y
B为电源孔与地孔的中心距
7 B: a, ~7 _: j) T' c& FOD为钻孔外径+ M  T$ `, ?4 ?+ y2 Y5 d' T9 c
Length为过孔长度5 Z: c  ?0 S9 w1 R
pi为3.14
- H# @6 ?3 i+ s$ C. j. p  L
+ n8 T; w/ ^' E. G2.扇出线的L估算为0.02nH/ _2 s  j/ s" o' ~! y# \

! ^; V, X  t  |* i2 G: M, z1 M3.电容的esl依照封装对应估算为
4 x/ j7 s: j: F4 S4 O! n0201  0.2nH* K! [% a2 c( {8 ~8 ~
0402 0.3nH* o$ R/ ~! T6 Z5 a3 ~6 X$ V, M
0603 0.4nH
' |( X0 d- p: W+ x! ^+ }/ t0805  0.6nH
' u7 P4 n( l6 t3 @. C1206  1nH, k$ b; e- r+ I! `5 x3 M
电解电容 1nH以上$ l" x" d" U4 Y# z

8 w, V- L" i+ m1 z6 d8 r/ k
0 f0 ?5 n3 Z# U接下来就是估算整个电容对应的阻抗: r/ V, o1 a5 j9 r
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L2 ?9 m" Q4 C; y
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。) ^* N0 y6 ~, k3 z6 ^! K* n
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。
. |( w3 d8 Y+ r3 R/ N2 f6 T8 h, f! V, W7 l  N: l* c* ]+ W
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。
& f" U: W4 s: ]1 i+ l1 d' w) n7 ]4 E6 ?5 r5 m
/ A. l( ^) L  D& g8 [' P" z

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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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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。
0 i3 G! g( {% X8 o0 Q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
. N, J9 e! V. b" u! j9 L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。

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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( u/ n7 K4 e  u) @
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。+ a# f6 v% k/ y- Q1 C; r
确认下你的150Mhz的噪声是是否是因为PKG或 ...

; d; a# T1 s# h) L3 O不过芯片的频率较高,你这个150M应该是PCB上的问题。6 i1 w/ E' n0 K; L2 S" @& A1 m: M

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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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 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。

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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。

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

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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。
5 [6 `2 {% }5 V. k. U8 u! ?6 F

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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
新年伊始,稳中求胜

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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

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 楼主| 发表于 2015-3-9 13:17 | 只看该作者
cousins 发表于 2015-3-9 12:04
* D( |0 Q% ^8 Y0 ?, r3 ^' l! K也可以自己编写函数,excel是个好东西。
- X& S" A. {" E/ b8 ]" G8 V2 b
版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。# H7 i5 E. e. j5 P- T

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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

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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

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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
新年伊始,稳中求胜

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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。

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 楼主| 发表于 2015-3-9 14:22 | 只看该作者
cousins 发表于 2015-3-9 13:53
5 E0 g1 ~- @+ W! W& ]$ ^) r! X1.via的估算
5 {8 j. }) U4 h, iLvia / BGA pairs
0 @: n/ Y& K/ c7 f6 L5 z' BLvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
+ V& T$ }5 O# f" h8 k& I/ j. h
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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