如何 保证 PCB设计电源 的完整性

【派旗纳米：专业纳米涂层研发，提供PCB防护综合解决方案】在电路原理中，一般大家很关注数据信号的产品质量问题，但有时候人们通常局限性在电源线上开展科学研究，而把开关电源和地当做理想化的具体情况来解决，尽管那样做会使问题简单化，但在快速设计中，这类简单化早已是难以实现的了。虽然电路原理较为立即的結果是以信号完整性上主要表现出的，但大家决不能因而忽视了开关电源一致性设计方案。由于开关电源一致性会直接影响到最后PCB板的信号完整性。开关电源一致性和信号完整性二者是紧密关系的，并且许多状况下，危害数据信号失真的首要因素是电气系统。比如，地反跳噪音很大、去耦电容的设计方案不适合、控制回路危害很严重、多开关电源/地平面图的切分不太好、地质构造设计方案不科学、电流量不匀称这些。

1) 去耦电容

大家都知晓在开关电源和地中间加一些电容器可以减少系统软件的噪音，可是应该在电路板上加多少电容器？每一个电容器的容值多少适合？每一个电容器放到什么位置更强？

相近这种问题大家一般也没有去用心考虑到过，仅仅凭设计师的工作经验来开展，有时候乃至觉得电容器越低就越好。

在快速设计中，大家可以考虑到电容器的寄生参数，定量分析的测算出去耦电容的数量及其每一个电容器的容值和摆放的实际的部位，保证系统软件的特性阻抗在管控范围内，一个基本上的基本原则是必须的去耦电容，一个都不能少，不必要的电容器，一个也不必。

2) 地反跳

当快速元器件的边沿速度小于0.5ns时，来源于大空间系统总线的 数据传输速度尤其快，当它在电源层中造成足够危害数据信号的强波浪纹时，便会造成开关电源不稳定问题。当根据地控制回路的电流量转变时，因为控制回路电感器会形成一个工作电压，当上 升沿减少时，电流量弹性系数扩大，地反跳工作电压提升。这时，地平面图(接地线)早已并不是梦想的零脉冲信号，而开关电源也不是理想化的直流电源位。当与此同时电源开关的逻辑门提升时，地反跳越来越更为比较严重。针对128位的系统总线，很有可能有50_100个I/O线在同样的钟表沿转换。这时，意见反馈到与此同时转换的I/O控制器的开关电源和地控制回路的电感器务必尽量的低，不然，连到一样的地面上的静止不动将发生一个工作电压刷子。地反跳经常可以看到，如集成ic、封装形式、射频连接器或电路板上都是有很有可能会发生地反跳，进而造成开关电源一致性问题。

从技术性的发展趋势视角看来，元器件的上升沿将只能降低，系统总线的减少将只能提升。维持地反跳在可接纳的唯一方式是降低开关电源和地遍布电感器。针对，集成ic，代表着，移到一个列阵芯片，尽量多地置放开关电源和地，且到封装形式的连线尽量短，以降低电感器。针对，封装形式，代表着挪动层封装形式，使开关电源的地平面图的间隔更近，如在BGA封装选用的。针对射频连接器，代表着应用大量的地管脚或再次设计方案射频连接器使其具备內部的开关电源和地平面图，如根据射频连接器的带条状铜线。针对线路板，代表着使邻近的开关电源和地平面图尽量地近。因为电感器和长短正相关，因此尽量使开关电源和地的连线短将减少地噪音。

3) 开关电源管理系统软件

开关电源一致性设计方案是一件十分复杂的事儿，可是怎样操纵电气系统(开关电源和地平面图)中间特性阻抗是制定的重要。理论上讲，电气系统间的特性阻抗越低越好，特性阻抗越低，噪音力度越小，工作电压耗损越小。具体设计方案中我们可以根据要求较大的工作电压和开关电源转变范畴来明确大家期待实现的总体目标特性阻抗，随后，根据调节电源电路中的有关要素使电气系统各部门的特性阻抗(与工作频率相关)总体目标特性阻抗去逼近。

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