高速电路PCB及其电源完整性设计.pdf

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1、高速电路PCB及其电源完整性设计彭大芹。等高速电路PCB及其电源完整性设计PCBofHighSpeedCircuitandtheIntegrityDesignforItsPowerSupply彭太jif铸洛前苍勇万重点(重庆邮电大学电子信息与网络工程研究院，重庆400065)摘要：详细分析了印刷电路板(PcB)的叠层结构设计，包括单板总层数，信号、电源及地层层数，尤其是信号、电源及地层的相对位置排列。具体研究了PCB的电源完整性设计，分析了高速电路中的电源分配网络(PDN)结构，得出PCB设计中可能影响电源完整性设计的因素。基于这些因素，进行了仿真分析，仿真结果验证

2、了PCB电源完整性设计的可行性与合理性。关麓词：PCB叠层结构电源完整性电源分配网络(PDN)电磁兼容电磁干扰中图分类号：TH7；TF21文献标志码：ADOI：10．16086／j．cnki．issnl000—0380．201603002Abstract：Thedesignofstackedstructureforprintedcircuitboard(PCB)isanalyzedindetaillincludingtotallayernumberofsiIIgleboardllayernumbersof8i础。powersupplyandgrounding。esp

3、eciallytherelativearrangementpositionofsi伊l丑l。powerand圈时undinglayers．Theinte#tydesignofpowersupplyforPCBisresearchedindetail．Thestructureofpowerdeliverynetwork(PDN)ofhighspeedcircuitisanalyzed．thefactorsmayaffecttheintegritydesignareobtained．Basedonthesefactors-thesimulationanalysisisc

4、onducted；theresultsverifythefeasibilityandrationalityoftheintegritydesignofpowerforPCB．Keywords：Printedcircuitboard(PCB)StackedstructurePowerinte画tyPowerdeliverynetwork(PDN)ElectromagneticcompatibilityElectroma弘eficinterference0引言目前，随着超高速集成电路技术的迅猛发展，印刷电路板(printedcircuitboard，PCB)设计技术也在

5、日益推进¨。。作为PCB设计中最重要的部分，叠层结构的设计决定了PCB的整体性能呤o。具体来说，叠层结构包括了叠层的总层数、层厚度、不同类型层的层数及相对位置等方面p1。所以本文首先对PCB的叠层结构进行了详细分析，重点分析了不同叠层结构下电源、地及信号层的相对位置对电源完整性的影响。对于移动通信终端来说，最复杂的互连结构莫过于电源分配网络(powerdeliverynetwork。PDN)。因为所有器件都直接或间接连接到PDN上，而PDN设计又是电源完整性设计的核心之一，这使得PCB的电源完整性设计已然成为业内关注的焦点M1。一个好的PDN设计必须可以保证负载芯片

6、有一个稳定、持续的电源供给，这是电源完整性的最终设计目的瞪1。将PDN结构作为PCB电源完整性设计的切人点，通过对PDN结构的研究剖析，分析可能影响PCB电源完整性设计的因素；然国家*l-*t重大专项基金资助项目(墙号：2012ZX03001012)。修改稿收到日期：2015—08—23。第一作者彭大芹(1969一)，男。2001年毕业于重庆邮电大学信号与信息处理专业，获硕士学位，高级工程师；主要从事移动通信终端、互联网、物联网以及车联网方向的终端协议和解决方案等方面的研究。《自动化仪表》第3r7卷第3期加16年3月后将这些因素作为变量，通过专业仿真工具PowerS

7、I对PCB进行PDN阻抗仿真；最后根据仿真结果验证PCB电源完整性设计方法的可行性与合理性。1PCB的叠层结构设计1．1单板PCB的层数单板的总层数，是指电源层数、地层数和信号层数的总和。在确定总层数时，要考虑到单板电源和地的种类、信号线的密集程度、板级的工作频率，尤其是高频部分、比较敏感的信号的特殊布线需求、单板性能指标的要求、成本以及电磁兼容(elec唧eticcompatibility，EMC)指标等。电源的层数是由电源的种类决定的。如果PCB只需要一个电源进行供电，那么一层电源就足够了。如果有多种电源供电，就要分为两种情况：一种是这些电源互不相交，那么可