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减小同步开关噪声的其他措施
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2020-11-15
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由于芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声,电源噪声会在地平面上产生电压波动,此波动对其他共电源/地总线的静态驱动将构成严重的干扰,甚至引起错误的触发。负载电容的增加、负载电阻的减小、地电感的增大和开关器件数目的增加均会导致同步开关噪声的增大。由式(4-4)可知,可以采取下面的措施减小同步开关噪声。 · 增大信号的翻转时间。例如—些ASIC,提供了慢速和快速工作模式的选择,可使用慢速工作模式增大信号的翻转时间。 · 合理布局电源/地引脚。对于一些采用BGA、QFP等封装形式的芯片,同一类型的电源或地(如同是数字地或同是模拟地)引脚往往不止一个,尽管这些引脚在内部逻辑上都是连通
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减小同步开关噪声的其他措施减小同步开关噪声的其他措施
由于芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声,电源噪声会在地平面上产生电压波动,此波动对其他
共电源/地总线的静态驱动将构成严重的干扰,甚至引起错误的触发。负载电容的增加、负载电阻的减小、地
电感的增大和开关器件数目的增加均会导致同步开关噪声的增大。由式(4-4)可知,可以采取下面的措施减
小同步开关噪声。 · 增大信号的翻转时间。例如—些ASIC,提供了慢速和快速工作模式的选择,可使用慢
速工作模式增大信号的翻转时间。 · 合理布局电源/地引脚。对于一些采用BGA、QFP等封装形式的芯
片,同一类型的电源或地(如同是数字地或同是模拟地)引脚往往不止一个,尽管这些引脚在内部逻辑上都是
连通
由于芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声,电源噪声会在地平面上产生电压波动,此波动对其他共电源/地
总线的静态驱动将构成严重的干扰,甚至引起错误的触发。负载电容的增加、负载电阻的减小、地电感的增大和开关器件数目
的增加均会导致同步开关噪声的增大。由式(4-4)可知,可以采取下面的措施减小同步开关噪声。
· 增大信号的翻转时间。例如—些ASIC,提供了慢速和快速工作模式的选择,可使用慢速工作模式增大信号的翻转时间。
· 合理布局电源/地引脚。对于一些采用BGA、QFP等封装形式的芯片,同一类型的电源或地(如同是数字地或同是模拟
地)引脚往往不止一个,尽管这些引脚在内部逻辑上都是连通的,但安排芯片的电源时,应当将同一类型的电源和地等价对
待。
· 使用差分信号线传输信号可以抑制流过寄生参数器件的电流。
另外,因为只有构成回路,整个电路才能工作,所以每条信号线上的电流必然要找一条路径以从末端回到源端,一般选择
与之相近的平面。电源/地平面在电路中是分割开的,地层分割为数字地、模拟地等,当模拟信号串人到数字地线区域时,或
相反的情况,就会产生地平面回流噪声。这里就要引入20H原则了。
所谓 20H原则就是相对地平面,电源平面需要缩进PCB20倍厚度的距离进行布线;同理,对于信号走线,也可采用20H
原则,即在电源或地的参考平面内也需要缩进20H再布线。据测算,这样可以有效地减少70%的边缘场辐射强度,分别如图
1、图2、图3所示。
图1 相同尺寸的电源平面和地平面
图2 按20H规则布局的电源平面和地平面
图3 按20H规则布局的多电源平面和地平面
宝图1所示中,电源平面和地平面的布局尺寸相同,此种情况容易引起噪声,电源完整性遭到破坏。正确的设计应考虑
20H原则,分别如图2和图3所示。
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weixin_38674115
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