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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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: L. `7 r9 k" X9 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?
$ c9 D/ e9 q: F% v. H0 N7 @4 C $ G% Q# M: |" U! m$ }# I5 _, E: u
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 1 Y* N) e. O0 I0 v6 d- Y) @
红孩儿 发表于 2015-3-9 13:17
5 F& v* H4 M/ ]4 D. ~版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。
% l# [" d$ ^; m$ H' H
1.via的估算
% |/ ]8 u% ^+ W) }$ j( X# ~Lvia / BGA pairs
' b+ f& v0 @* c, RLvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))9 |2 W# o! \& J  A# [
B为电源孔与地孔的中心距
' s- p! X* T# |' Q; L/ X4 bOD为钻孔外径, w! @$ \: r- K$ H' W5 ?
Length为过孔长度
, J) n( S( w$ ^5 ]2 ]4 e7 x# X% Opi为3.14
; V; {, s" U$ k$ Z6 j
8 G' R" }) v; M! ?% c& f! U6 \2.扇出线的L估算为0.02nH2 i1 e6 g! ^8 ~% l$ G
% R! ]3 J4 K* ~3 J/ h* @, J
3.电容的esl依照封装对应估算为
5 H# o$ B) l5 W) T0201  0.2nH
0 h5 ~1 W% Y, {. ^0402 0.3nH5 `& b; N$ k5 Y
0603 0.4nH
) v; ^2 e+ }/ t- v0805  0.6nH
  Q, u" ~9 b! K. B9 v% n1206  1nH
4 u( X* s! e# v$ D1 U) p+ b电解电容 1nH以上# ]  v8 b2 W6 G: j- g2 B) v

3 F5 d4 i4 m7 V7 n  Y* I! Q& |7 O8 f- g) f6 s9 k* ?# J
接下来就是估算整个电容对应的阻抗0 R: O( h1 R  Q! J) n
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
9 h/ b" d0 B" u9 `/ k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。* y" M/ m: B/ L# f0 E6 O7 S
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。
" H7 J! V  ^" |3 D$ l3 ^3 }' C3 ]5 f" S* h; n) `
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。( m" i; q) r( u9 f! V8 q
; m5 Z; ]( f- {

1 r, v4 k$ `0 p! ~; o( @2 W

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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。
& I! m. {6 e* s' D5 t, g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PCB6 o$ h0 ^% x( B; c& v
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
1 y) M1 L9 B. p4 E2 j3 o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。
) b* X2 ]7 W  B" [. p确认下你的150Mhz的噪声是是否是因为PKG或 ...
: J3 d% i6 @5 ~4 b0 d; d0 l
不过芯片的频率较高,你这个150M应该是PCB上的问题。+ _2 k9 S& A$ o6 U% }

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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。
! F; {( I$ C( i; C( X" y

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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
/ i: u: K# g6 n7 ]5 d7 E也可以自己编写函数,excel是个好东西。

9 g5 S1 W' b2 Q' _+ b版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。6 [4 E# K3 [% }- T# A0 z

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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 13:535 Y7 _/ e  Y* S$ [/ b; d
1.via的估算  ]8 i% e/ ^1 s& V' R( n. o
Lvia / BGA pairs
" r7 i' ?# y( k4 Z% T) W$ k) tLvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
$ S. l, h* _9 k- r+ [
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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