图5:用3.6Ω代替2.7Ω端接电阻对同一块PCB进行测量(红色)。注意,在采用3.6Ω的端接电阻后,只有少量峰值指示其特征阻抗稍大于3.6Ω。

对PCB进行仿真并与图5进行比较,结果如图6所示。

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

图6:PCB仿真结果与图5所示的测量结果进行比较。

最后,使用电源端的0.6Ω和3.6Ω源阻抗并在PCB谐振频率点仿真动态瞬时响应。仿真模型见图7,仿真结果见图8.

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

图7:用0.6Ω和3.6Ω源阻抗代表稳压器输出阻抗,在谐振频率点进行动态负载瞬时ADS仿真。

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

图8:瞬时响应仿真结果表明,0.6Ω较低源电阻(红色)的瞬时响应比匹配的3.6Ω源电阻(蓝色)具有大得多的电压偏移。

小结

本文讨论了几种确定电路板特征阻抗的方法,并用仿真模型定义了PCB特征与PDN性能之间的重要关系。在经过实际测量后,关系得到了确认。

可以通过观察第一个缺陷是谐振点还是抗谐振点来判断PCB阻抗是否大于或小于端接阻抗,端接阻抗是否大于PCB阻抗。

这些结果清晰地表明,为了优化PDN性能,必须使PCB层阻抗与稳压器的输出阻抗相匹配。最好是使PCB层阻抗等于稳压器的输出阻抗,如果不可能实现的话,PCB阻抗应该低于稳压器输出阻抗,以便更好地包含与峰值阻抗最大值相关的峰值偏移。

来源:电子技术设计

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