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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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1#
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
# a% V/ M, G+ M6 v
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?
0 B# N1 [+ X4 j8 q( M0 y
- s- {; k' T, x求大侠客帮忙解答??

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shark4685 + 2 加油!

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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
% W( p- S! H2 k- O$ ?* S. |# o# r
红孩儿 发表于 2015-3-9 13:17
2 c/ v: G8 X" @  T+ \版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。
' U! Z9 @8 K% q% f6 b& p# J+ E7 S
1.via的估算
/ t" |& r$ x1 N, RLvia / BGA pairs
4 c5 s* Z7 z9 V" d, N0 ~Lvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
; ]1 i) t4 ]2 V7 o4 ]: t2 n+ vB为电源孔与地孔的中心距( M" a% B  Z2 g% R( R; w
OD为钻孔外径- r, e: w* m" @' n
Length为过孔长度. G0 m3 E1 Y* y6 V( ?* I
pi为3.14$ z- ^! Q" T& H7 F$ `# o8 V! f

3 p0 }# G6 ~8 U! O6 o2.扇出线的L估算为0.02nH
2 W2 @8 y! t7 v0 m% U' ]- g! o; z$ h- X$ _0 q! t1 ?
3.电容的esl依照封装对应估算为
! z. y* W3 W& h0201  0.2nH
" V; z3 @$ C& e- S* E+ ~% H0402 0.3nH
  v9 q+ Z8 P+ E* Z4 @7 o0603 0.4nH; z* ~% Y3 t+ f7 c: b
0805  0.6nH# l# A; F% u2 ~' F
1206  1nH5 D) A. f3 v, F) X4 l( F; F
电解电容 1nH以上
2 ~. _* ?( K* G3 h+ |
. g. M" S- Q8 `/ a9 `5 S& T& n9 [" L" P; \- s5 A  n" G
接下来就是估算整个电容对应的阻抗( S6 {. Z  b1 t
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L3 r) p: P) {. b
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。0 E* N5 Q% b' @  Z; ]2 f0 Y
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。
9 w! |7 z  o  j; Y5 z! l8 m. x4 C& H
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。/ }4 L- ?; w/ P0 i8 b
0 w$ t3 D) M0 d8 }. t( ^

3 s8 u8 V. M: w: d

点评

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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参与人数 1威望 +10 收起 理由
shark4685 + 10 很给力!

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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。
  H# N3 @% A+ g1 V: v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
( B& h4 V; B# e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。

点评

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- ~0 P- p8 w3 p
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。7 A/ C8 I  g8 \4 n" `( J' J
确认下你的150Mhz的噪声是是否是因为PKG或 ...

/ o) I1 D4 b. A" F( P  U$ j不过芯片的频率较高,你这个150M应该是PCB上的问题。
4 [% H3 O1 B2 Z, i9 ?& H

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4#
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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5#
 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。
  • TA的每日心情
    郁闷
    2025-4-28 15:02
  • 签到天数: 13 天

    [LV.3]偶尔看看II

    6#
    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。

    该用户从未签到

    7#
    发表于 2015-3-9 12:04 | 只看该作者
    看目标阻抗理论。自己估算。

    该用户从未签到

    8#
    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。
    6 N5 u0 ^! j6 @; R

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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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    9#
    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

    该用户从未签到

    10#
     楼主| 发表于 2015-3-9 13:17 | 只看该作者
    cousins 发表于 2015-3-9 12:04
    ( u3 I* E+ Z8 N! V( }* g! k也可以自己编写函数,excel是个好东西。

    5 R5 K2 k) D: K' Z+ `3 [版主,excel怎么算啊?简单点的办法估算就可以了。4 x3 _5 x4 }  c0 Y- p0 _7 {& ~" 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

    该用户从未签到

    11#
    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

    该用户从未签到

    13#
    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

    该用户从未签到

    14#
    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。

    该用户从未签到

    15#
     楼主| 发表于 2015-3-9 14:22 | 只看该作者
    cousins 发表于 2015-3-9 13:53
    % u5 \- E  a! g  w1.via的估算
    : f+ w# U: b! [. ^+ pLvia / BGA pairs
    & ~5 C" S; U  }- {. F% C2 XLvia = 0.032*Length/ (pi*Log(2 * B / OD))
    * ^8 S5 J* u# p0 V4 h: U; [2 d, _
    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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