电源完整性仿真与EMC分析培训讲学

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图1－11

4、电源完整性分析软件对电容分布参数的计算：

使用SIWAVE也可以分析出电容的引线及过孔的电感对谐振点的影响，将上面的例子转换成siw文件，加入上述参数的电容（NPO 1000pf），设定PORT，得到如图1－12的阻抗-频率曲线。

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图1－12

从图1－12可以看出：SIWAVE计算阻抗时已经考虑了引线及过孔的影响，

1000pf电容的谐振点已经由225MHz向下漂移到150MHz左右。 【仿真电容问题总结】

1）电容的建模问题是PI仿真非常重要的一步，目前公司采用的电容厂家很多，参数不一致，影响PI仿真结果的准确性。一般国内的电容厂家的ESL/ESR值很难提供，可以借助于仪器测量得到参数；

2）在PCB上完成电容引线时，应该以最小ESL为原则，如：加粗引线，加大过孔等，尽量减小分布电感对谐振点的影响； 3）可以适当采用电容组合；

4）对高频段采用小电容要慎重，以防引线/过孔电感造成实际谐振点的向低漂移与产生新的谐振点（反谐振），高频段应该以改进与优化PCB设计为原则。

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二、 高速PCB的信号电源完整性分析与EMI控制

PCB板上存在有两个主要辐射源。第一是来自顶层和底层的传输线。假设这些线相对应的参考平面是理想的，那么它们的差模辐射是可以根据导线电流计算得到的。对于顶层和底层的传输线，尤其是时钟，应避免1/4波长的走线；第二个源就是边缘辐射。电磁场从激发区域经过电源地平面间传播到边缘，在那里产生辐射。平面上存在的任何过孔、不连续阻抗等，都将转变为电源/地噪声和边缘辐射，因此，边缘辐射直接和电源/地噪声和电源完整性相关。一块具有良好信号完整性的PCB很自然的具有较低的电源/地噪声和较低的边缘辐射。

下面结合高速PCB的SI和设计过程和本人在设计中积累的经验，介绍一些通用的设计规则和值得注意的设计要点：

1、

信号的过冲与振铃：

信号质量是我们首要关注的问题，信号的过冲与振铃会带来一系列可靠性问题，在EMI的测试方面，数据/地址等信号线的过冲与振铃是辐射背景噪声的主要贡献者。

图2－1

解决信号过冲与振铃问题的主要手段是端接，选用适当的拓扑结构等。

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在我们进行高速系统级仿真时，往往常常分析的问题是：当CPU通过总线，接插件，板间级连，PCB走线和多个对象通讯时，在不同对象个数、不同信号传输方向的情况下，系统的各个接收端波形会产生很大的差异，采用适当的端接策略可以解决这些SI问题，

下面举例说明：

图2－2

图2－2是一个典型的CPU通过板级互连的点到多点拓扑结构图，在源端已

经加匹配电阻端接，以下是CPU发送，IOP5接收，在不同负载的条件下，IOP5的

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