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功率電感:PCB特性影響電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)性能

2014/12/6

  源阻抗應(yīng)該匹配傳輸線阻抗。

  一般來說,這是S參數(shù)測量和所有射頻設(shè)備的基本前提。源阻抗(常見的是50Ω)連接到阻抗與源匹配的同軸電纜,負(fù)載也端接到相同的阻抗。這種做法實(shí)現(xiàn)了完美的平坦阻抗,不管是從源看到負(fù)載還是從負(fù)載看到源都是一致的。

  穩(wěn)壓器的輸出阻抗可以被認(rèn)為是一個(gè)源,而PCB層可以看作是一根傳輸線。后端去耦電容就是負(fù)載。

  傳輸線基本原理

  當(dāng)頻率低于傳輸線諧振頻率時(shí),傳輸線特征阻抗可以用電感和電容項(xiàng)定義。電容可以在傳輸線遠(yuǎn)端沒有端接時(shí)測量。電感可以在傳輸線遠(yuǎn)端短路時(shí)測量。

  正確匹配的傳輸線呈現(xiàn)完全平坦的阻抗曲線,其幅度等于特征阻抗。不正確端接的傳輸線呈現(xiàn)為電容或電感性質(zhì),在傳輸線諧振頻率的倍數(shù)處會產(chǎn)生許多諧振和抗諧振頻率。如果傳輸線是電容性質(zhì),那么抗諧振首先發(fā)生。如果傳輸線是電感性質(zhì),那么諧振先發(fā)生。

  在傳輸線和源不匹配的情況下,有兩種可能的解決方案,具體取決于端接電阻是大于還是小于特征阻抗。如果端接電阻小于傳輸線的特性阻抗,那么抗諧振峰值會超過端接電阻。這些概念被擴(kuò)展到實(shí)際的一塊雙面印刷電路板,在這塊PCB上面積為4.5“ x 6.3”的裸銅箔中心焊接有一個(gè)SMA連接器,利用一塊面積為4.5“x6.3” 、一個(gè)邊有個(gè)SMA連接器的雙面銅箔板測量PCB的開路(綠色)和短路(橙色)阻抗。該阻抗還用SMA連接器正對面的2.7Ω(藍(lán)色)和10Ω(紅色)端接電阻進(jìn)行了測量。電阻用非常短的編帶連接到PCB,以便盡量減小互連電感。

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