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利用电磁场测量工具观测电源地阻抗设计问题

作者:易发棋牌最新网站 发布时间:2020-10-09 12:43 点击数:

  是衡量电源供电系统特性的一个重要的指标,影响电源供电系统特性的因素有:和引脚的分布、IC的工作频率等等因素。为了降低电源与地之间的阻抗,应遵循以下一些设计准则: 1. 降低电源和地板层之间的间距; 2. 增大平板的尺寸; 3. 提高填充介质的介电常数; 4. 采用多对电源和地层。对于设计工程师来说,

  去耦电容的主要作用是抑制电路板本身特有的谐振以减少噪声,同时,由于EMI或噪声分布通常与整个电路板上各个区域电源/地阻抗的分布有着密切的关系,控制电源与地之间的阻抗,是降低电路板的辐射以控制EMI问题的重要举措之一。这里面包含两方面的课题:1. 如何确定去耦电容的位置;2. 如何确定去耦电容的具体数值。

  传统的电源/地阻抗测量方法之一就是利用矢量分析仪来判断电路板布局布线中存在的电源/地阻抗问题。这种方法存在的主要问题是:电路板必须设计制造出来并安装好元器件,一旦发现诸如EMI或噪声超标之类的系统设计问题,返工重新设计电路板的可能性就比较大。此外,利用该方法测量电源/地阻抗花费的时间较长、去耦电容的定位精度不够、需要反复试验才能最终优化去耦电容的布局。

  出于缩短上市时间和降低成本的考虑,系统制造商需要更为快速的方法,来观测电路板系统上存在较大的电源/地阻抗的区域,并精确地优化去耦电容的布局和设置,为此,本文着重介绍电磁场仿真和测量工具在定位较大电源/地阻抗点中的应用及其发展趋势。

  在许多文献中,采用有效电感来模拟电源和地平面的电特性。在低频时的有效电感模型(图1a)并没有考虑在电源和地平面中波的传播和谐振,因此,它不适合于模拟高速封装结构,模拟的结果也不精确。线b)是电源和地平面结构的另一种近似。该方法能够处理波的传播和通孔的相互作用,但是对于复杂的结构需要很长的计算时间,此外,要将这个频域技术与时域电路仿真器直接连接起来也不方便。许多公司在电路仿线D电容/电感网格模型来模拟电源和地平面(图1c)。采用这种方法,导电平面被分为小的单元,每个单元由单元中的电容和电感来模拟。这种方法的主要优点是它适合于瞬态SPICE类型电路的仿真。

  开关噪声的热点。图2 同步开关输出期间电路板上存在问题的时钟网络压缩耦合噪声的方案很简单。在电路板上角的时钟通孔附近安装一个去耦电容,该处的电源/地噪声就降低了,时钟线上的感应耦合噪声也降低到噪声门限之下。

  一般地说,通过高精度建模计算并全波电磁场求解方法,例如三维有限差分时域(FDTD)方法或有限元方法(FEM),原则上总能够优化整个电路板的去耦电容的布局,因此,是EDA行业发展的一个方向。

  安捷伦业已把它的EDA系列产品扩展到包括完整的3D电磁场(EM)仿真,包括与电路布局的直接链接及协同仿线ns电源和地面之间的空间噪声分布Juniper Networks公司的Flomerics FLO/EMC为仿真电子设备内部或周围的电磁感应

  提供了一个分析环境,该软件不同于通用的电磁仿真软件,它采用Transmission Line Matrix (TLM, 传输线矩阵)方法来解麦克斯韦方程,可对EMC仿真发挥出最大优势。TLM方法实现了在一个仿真周期中,有用信号的所有频率通过一次运算就可获得系统的全部宽带响应,它对EMC分析的贡献在于可能的响应和辐射变化的频谱范围很宽。此外,TLM方法建立了等效传输线矩阵,并可以直接解出了它们的电压和

  采用仿真工具的最大好处是:在电路板和系统设计完成之前,通过仿真发现系统设计中存在的EMI问题,并有可能快速优化去耦电容的布局和设置,从而以“零成本”完成系统的初步设计。利用电磁场测量工具快速观测电源/地阻抗设计问题高速PCB分析和仿真设计工具,可以帮助工程师在预知电磁辐射的频率和位置方面解决一些问题,但是,要精确仿真EMC问题,就必须用SPICE模型,目前几乎所有的ASIC

  在各种电磁辐射测量方法中,常采用近场扫描测量方法。近场扫描原理的测量主要在活性近场区域进行,DUT上发出的辐射信号大部分被耦合到磁场探头上,少量能量扩散到自由空间。磁场探头耦合了近H场的磁通线以及PCB上的电流,另外它也获取一些近E场的微量成分。大部分PCB活性近场区域能量都包含在近磁场中。容向科技的Ems

  此外,Emscan具有频谱扫描功能和空间扫描功能。频谱扫描的好处在于可以让工程师对DUT产生的频谱有一个大致的认识:有多少个频率分量,每个频率分量的幅度大致是多少。空间扫描的结果,是针对一个频率点的,是一张以颜色代表幅度的地形图,工程师能实时看清PCB产生的某个频率点的动态的电磁场分布情况,从而对去耦电容的布局、参数选择做出优化。因此,利用电磁场测量工具观测电源/地阻抗设计问题也是目前行业发展的趋势之一。

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  NCV6334 3.0 MHz 2.0 A PFM / PWM同步降压转换器 具有良好的功率

  4B是一款同步降压转换器,经过优化,可为由一节锂离子电池或三节碱性/镍镉/镍氢电池供电的便携式应用提供不同的子系统。该器件能够在外部可调电压下提供高达2 A的电流。采用3 MHz开关频率工作可以采用小尺寸电感和电容。输入电源电压前馈控制用于处理宽输入电压范围。同步整流可提高系统效率。 NCV6354采用节省空间的扁平2.0x2.0x0.75 mm WDFN-8封装。 特性 优势 2.3 V至5.5 V输入电压范围 支持最新电池 3 MHz开关频率 降低输出电感和电容尺寸 自动省电模式 降低静态当前 应用 终端产品 消费者应用 计算与技术外围设备应用 游戏和娱乐系统 USB供电设备 电路图、引脚图和封装图...

  6是一款同步AOT(自适应导通时间)降压转换器,经过优化,可为高达5 V输入的调节系统提供汽车应用的不同子系统。该器件能够提供高达5.0 A的电流,可编程输出电压范围为0.6 V至1.4 V.工作频率高达2.4 MHz,允许使用小型元件。同步整流和自动PFM伪PWM(PPWM)转换提高了整体解决方案的效率。 NCV6356采用扁平3.0 x 4.0 mm DFN-14封装。 特性 优势 输入电压范围为2.5 V至5.5 V 电池,3.3 V和5.0 V轨道供电应用 高达2.4 MHz的开关频率 降低输出电感和电容尺寸 使用引脚或I2C启用 灵活启用和禁用 关闭模式下的I2C访问 低功率预编程 一流的Transient / Ripple LPDDR4内存和ARMcore支持 4级热警告 精确温度控制 应用 终端产品 汽车POL 仪表,集群 信息娱乐 ADAS系统(视觉,雷达) Snap Dragon 汽车 电路图、引脚图和封装图...

  1 / 73产品是280 kHz / 560 kHz升压调节器,具有高效率,1.5 A集成开关。该器件可在2.7 V至30 V的宽输入电压范围内工作。该设计的灵活性使芯片可在大多数电源配置中运行,包括升压,反激,正激,反相和SEPIC。该IC采用电流模式架构,可实现出色的负载和线路调节,以及限制电流的实用方法。将高频操作与高度集成的稳压器电路相结合,可实现极其紧凑的电源解决方案。电路设计包括用于正电压调节的频率同步,关断和反馈控制等功能。这些器件与LT1372 / 1373引脚兼容,是CS5171和CS5173的汽车版本。 特性 内置过流保护 宽输入范围:2.7V至30V 高频允许小组件 最小外部组件 频率折返减少过流条件下的元件应力 带滞后的热关机 简易外部同步 集成电源开关:1.5A Guarnateed 引脚对引脚与LT1372 / 1373兼容 这些是无铅设备 用于汽车和其他应用需要站点和控制更改的ons CS5171和CS5173的汽车版本 电路图、引脚图和封装图...

  3是一款同步降压转换器,经过优化,可为一节锂离子电池或三节碱性/镍镉/镍氢电池供电的便携式应用提供不同的子系统。这些器件能够在外部可调电压下提供高达2 A的电流。采用3 MHz开关频率工作可以采用小尺寸电感和电容。输入电源电压前馈控制用于处理宽输入电压范围。同步整流可提高系统效率。 NCV6323采用节省空间的2.0 x 2.0 x 0.75 mm WDFN-8封装。 特性 优势 2.5 V至5.5 V输入电压范围 支持最新电池 3 MHz开关频率 降低输出电感和电容尺寸 最多2 A输出电流 应用 终端产品 计算&外围设备应用 消费类应用 USB供电设备 游戏和娱乐系统 电路图、引脚图和封装图...

  VH集成了1ch DC / DC升压转换器和1ch LDO。它适合作为LCD / PDP电视和BD录像机的BS / CS天线的电源,当输出短路时需要自动恢复而不会造成IC损坏和故障。 特性 优势 提升模式:软启动功能(t = 2.6ms) 可降低冲击电流 升压:脉冲过电流保护功能 过电流保护 升压模式:短路保护功能(恒定定时器: 1.6ms) 短路保护 LDO模式:过流限制器(折返特性) 可以限制过电流 常见:欠压锁定 防止欠压不稳定运行 常见:热关闭 热保护 常见:电源良好功能加上电源良好延迟时间设置 稳定性操作 常见:输出电压可从两种电压中选择功能 可以选择输出电压 应用 终端产品 升压转换器连接的LDO功能 BS / CS抛物线天线的电源 电路图、引脚图和封装图...

  7是一款高电流双输出DC-DC转换器,可产生正电压和负电压。 LV52117特别适用于LCD显示器等电源应用。 特性 集成1.5MHz同步升压和逆变器转换器 2.75V至4.6V输入电压范围 4.6V至5.8V可调正输出(VDCO1) -5.8V至-4.6V可调负输出(VDCO2) 输出电流高达100mA 脉冲跳跃模式低负载条件 过流/短路保护 终端产品 液晶面板 电路图、引脚图和封装图

  XC是一款适用于各种电子设备的低压差稳压器。它提供带有TO-220-4引线全模封装的恒压电源。在满额定电流(1A)下,KA78RXXC的压差低于0.5V。该稳压器具有各种功能,如峰值电流保护,热关断,过压保护和输出禁用功能。 特性 1A / 3.3V,5V,8V,9V ,12V,15V输出低压差稳压器 TO-220全模封装(4pin) 过流保护,热关机 过压保护,短路保护 带输出禁用功能 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...

  NCV8720 LDO稳压器 350 mA 超低压降 高PSRR 带偏置轨

  0是一款350 mA LDO,配有NMOS passtransistor和独立的偏置电源电压(VBIAS)。该器件提供非常稳定,精确的输出电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCV8720具有低IQ消耗。 NCV8720采用WDFN6 2 mm x 2 mm封装,可润湿侧面选项可用于增强光学检测。 类似产品: NCV8130 NCV8133 NCV8135 NCV8720 输出电流(A) 0.30 0.50 0.50 0.35 PSRR f = 1 kHz(dB) 65 70 73 65 压差电压(V) 0.075 0.140 0.053 0.110 Wettable Flank 否 否 是 是 特性 优势 Typ的超低压降。 110 mV 允许节省功耗,并以非常低的Vin-Vout电压工作。 固定输出电压选项从0.8 V到2.1 V 低压Vcore应用的最佳选择 典型的110 mV压降完整的350 mA负载。 最大限度地减少调节器的功率损耗 保证输出电流从0 mA到350 mA 高电流应用的最佳选择 0.5%典型输出电压精度 非常适合POL应用程序 输出电流超过350 mA 应用 终端产品 Automot ive 电池供电...

  5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...

  NCV8165 LDO稳压器 500 mA 低压差 超低Iq 超高PSRR 超低噪声

  5是一款LDO(低压降稳压器),能够提供500 mA输出电流。 NCV8165器件旨在满足RF和模拟电路的要求,具有低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。提供DFNW8 0.65P,3 mm x 3 mm x 0.9 mm封装。 类似产品: NCV8160 NCV8161 NCV8163 NCV8165 输出电流(A) 0.25 0.45 0.25 0.50 PSRR f = 1 kHz(dB) 98 98 92 85 噪音(μV RMS ) 10 10 6.5 8.5 特性 优势 超高PSRR在1 kHz时为85dB,在100 kHz时为63dB 非常适用于Wi-Fi模块等功耗敏感设备 超低输出噪声8.5μV RMS 非常好适用于噪声敏感应用 超低静态电流12μA 在轻载条件下提高效率 工作输入电压范围1.9V至5.5V 适用于电池供电设备 极低压差200mV,500mA 满载时的低功耗 应用 终端产品 A / D和D / A转换器电源 音频编解码器 电池供电设备 相机模块 RF模块 WiGig电源 LP5907或LP5912升级 汽车设备点负载调节 信息娱乐,车身控制和导航 远...

  是1 A LDO,配有NMOS passtransistor和独立的偏置电源电压(VBIAS)。该器件提供非常稳定,精确的输出电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP139具有低IQ消耗。 WLCSP6 1.2 mm x 0.8 mmpackage经过优化,适用于空间受限的应用。 类似产品: NCP13x系列 NCP130 NCP133 NCP134 NCP135 NCP137 NCP139 输出电流(A) 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 PSRR f = 1kHz(dB) 70 70 td

  60 压差电压(V) 0.060 0.090 0.090 0.053 0.060 0.060 特性 优势 超低压降典型的。 40mV 允许节省功率并以非常低的Vin-Vout电压工作。 可调电压版本 低压Vcore应用的最佳选择 在1 A负载下典型的50 mV压降。 最大限度地减少调节器的功率损失 保证输出电流从0到1 非常好的选择用于高电流应用 0.5%典型输出电压精度 非常适合POL应用 输出超过1 A的电流 输出有效可用的放电选项 应用 终端产品 电池供电和便携式设备 智能手机,...

  是一款线 mA输出电流。 NCP161器件旨在满足RF和模拟电路的要求,可提供低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。它有两种厚度的超小0.35P,0.65 mm x 0.65 mm芯片级封装(CSP),XDFN-4 0.65P,1 mm x 1 mm和TSOP5封装。 类似产品:

  V-A是一个1通道降压型开关稳压器。 特性 优势 不受负载影响的软启动电路。 电源电路稳定运行。 频率FOLD BACK为负时下垂。 过流保护 内置逐脉冲OCP电路。通过使用外部MOS的导通电阻来检测。 过流保护 开启/关闭功能(启用控制) 可在外部启用控制 同步整流的1通道降压型开关稳压控制器方法 电路图、引脚图和封装图

  NCP81274 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

  74是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达8个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位接通,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡的电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...

  NCP81276 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

  76是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达4个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位开启,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...

  JA是一个降压电压开关稳压器。 特性 优势 宽输入动态范围:4.5V至50V 可在任何地方使用 内置过流逐脉冲保护电路,通过外部MOSFET的导通电阻检测,以及HICCUP方法的过流保护 烧伤保护 热关闭 热保护 负载独立软启动电路 控制冲击电流 外部信号的同步操作 它可以改善发生两个稳压器IC之间的振荡器时钟节拍 电源正常功能 稳定性操作 外部电压为输出电压高时可用 应用 降压方式开关稳压器 电路图、引脚图和封装图...

  38是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81038包括两个降压开关控制器,通道2上固定5.0 V输出,通道1上3.3 V,两个板载LDO,三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81038支持高效率,快速瞬态响应并提供电力信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V 电路图、引脚图和封装图...

  48是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81148由两个降压开关控制器组成,通道2上固定5.0 V输出,通道1上为3.3 V,两个板载LDO具有三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81148支持高效率,快速瞬态响应并提供电力商品信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V. 电路图、引脚图和封装图...

  0是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。它结合了高效,多相,同步降压开关稳压控制器和I 2 C接口,可实现关键系统参数的数字编程。 特性 优势 I 2 C 启用关键系统参数的数字化编程 快速增强型PWM弹性模式架构 出色的负载瞬态性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 游戏,桌面,服务器 电路图、引脚图和封装图

  NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口

  8是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。 NCP4208是一款高效,多相,同步降压开关稳压控制器,可帮助设计高效率和高密度解决方案。 NCP4208可编程为1,2,3,4,5,6,7或8相操作,允许构建多达8个互补降压开关级。 特性 优势 快速增强PWM 出色的负载转换性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 台式电脑,服务器 电路图、引脚图和封装图


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