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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
' v$ H+ X0 @" J
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?! h# A2 W. j# B5 C  r. a

* }2 W& X0 h2 i6 Z% T2 |6 U( o" Z2 G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 # s) e3 c% R2 O6 x) Y
红孩儿 发表于 2015-3-9 13:17& V/ R9 K6 s2 r4 d% s
版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。

  V8 y, c; C  a3 I: M. J: g1.via的估算
0 T! H! s4 I+ N/ l: M: pLvia / BGA pairs1 x9 A7 M) h& O, z! _! x
Lvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
& v7 R- W4 b) R1 N4 e6 jB为电源孔与地孔的中心距
  R) T" d+ ]5 A  ]2 fOD为钻孔外径, ~  S  A) z2 M8 G. h, a. C
Length为过孔长度
  Z3 Z$ \' s+ m  Opi为3.146 o4 G6 B9 M, U- f: Q6 B1 I; @
$ N& A. K# p, a" ]* t; x; ?2 {- n
2.扇出线的L估算为0.02nH+ a% M  }4 }, }+ A# b2 l/ j! Y/ w

" {, W8 p5 S- K8 @. X. b0 P3.电容的esl依照封装对应估算为! G( E3 k% ^9 P- `8 x! Y( A
0201  0.2nH5 Y7 a4 F9 d# i( E8 R
0402 0.3nH
9 D% l5 a3 ~6 K0603 0.4nH4 }/ D8 N3 b2 ]6 \2 ~  ^0 M
0805  0.6nH
. K( [! t( R% @3 U) j0 c2 f! b1206  1nH
6 e$ W8 Z0 p1 G6 X' a7 z" M: f电解电容 1nH以上
- k7 U) s/ l3 L& s& q$ I2 G* P' l4 E8 y3 B+ L# P
& ]4 i2 g. A- m/ K$ j0 ^) Q" Y6 D# |
接下来就是估算整个电容对应的阻抗
6 l/ a* G  V% R: H. i) I, }/ L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/ {! H8 ~% @2 [) t' |! Q
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。
- x3 C0 D8 A1 M; Z) D/ g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。
" f8 N5 u$ Q$ b8 K/ w( Y$ z: D# d
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。! t) G" R6 G1 U0 |

2 ?7 o1 B4 C% D) v2 F2 e$ r0 Q
- a8 J! i4 I' r& \. w' b/ Y* D

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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。3 m/ x1 k" G4 z5 b
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" `/ |: T/ X/ U
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
) t# |. @- p$ ^2 F: f2 s# u3 t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。- Q1 q' ]# m' j  V" ]  c1 w. {! ~8 `
确认下你的150Mhz的噪声是是否是因为PKG或 ...
, e( Y7 q, T* c: U, l
不过芯片的频率较高,你这个150M应该是PCB上的问题。
0 J; @4 z8 R/ |+ o* [8 L5 P

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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。
! ?. V$ M5 P% B) D6 Q

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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
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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% J! e$ g1 q) H2 H5 E( d
也可以自己编写函数,excel是个好东西。
* A( e. a; A& D& w1 c
版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。7 |' m3 \. {' F

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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
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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
+ Y' S( _; @0 o4 ?1.via的估算+ b8 o& W- V2 w+ @
Lvia / BGA pairs
" n# p- x  _( i8 _3 `9 E) ULvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
) v8 |4 Y) n* Z; O. N4 X
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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