具有寄生提取功能的PDN阻抗分析（Q＆A）

盡管我們傾向于以不同的方式來考慮PDN阻抗和傳輸線的行為，但它們之間有著密切的聯(lián)系，甚至更合適的是使用類似的技術(shù)來提取用于電路模型的寄生效應(yīng)。讓我們更詳細(xì)地研究這個(gè)數(shù)學(xué)上豐富的主題。

寄生提取方法

在繼續(xù)之前，我將說這是一個(gè)廣泛的話題。PDN的寄生提取方法大致可分為3個(gè)區(qū)域：

手動(dòng)計(jì)算。顧名思義，這涉及直接手工計(jì)算寄生效應(yīng)。不幸的是，這僅適用于最簡單的PDN幾何。

現(xiàn)場求解器。這涉及使用全波場求解器（理想情況下采用FDFD方法）來直接計(jì)算整個(gè)PDN的電容和電感。這比以前的方法更好。

回歸到電路模型。這是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)，其中一些測量值適合寬帶電路模型。這是對(duì)傳輸線進(jìn)行建模以匹配實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最新技術(shù)，但是將其推廣到任何其他系統(tǒng)并不容易。將這些技術(shù)應(yīng)用于PDN建模時(shí)，可以說相同。

在這三類中，第一類是最不希望的。第二種方法成本效益最低，而第三種方法到目前為止最為復(fù)雜。眾所周知，后兩種方法都能產(chǎn)生高度準(zhǔn)確的結(jié)果，而第三種方法則為特定系統(tǒng)提供了非常準(zhǔn)確的建模，因?yàn)樗且环N回歸樣式的技術(shù)。讓我們更詳細(xì)地研究每種方法，以了解它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

電路元件方法和模型

建議將平面像傳輸線一樣來計(jì)算電感，其中薄層電容用于電源/接地平面對(duì)的橫截面積和它們之間的距離。這種簡單的方法將為描述電路板中PDN的一部分電路模型所需的兩個(gè)寄生參數(shù)提供一個(gè)近似值。

這樣做的問題是，手動(dòng)寄生計(jì)算僅適用于非常簡單的PDN幾何形狀。甚至基本的平面間電容計(jì)算也不會(huì)考慮邊緣場，因?yàn)樵撚?jì)算是從一對(duì)無限平面（其中邊緣場為零）推導(dǎo)出的。這種方法對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀也很棘手。實(shí)際的PCB布局中根本沒有太多寄生因素要考慮。SPICE仿真有助于縮短計(jì)算時(shí)間，但仍需要開發(fā)一個(gè)精確的模型，該模型需要測量或現(xiàn)場求解器。

現(xiàn)場求解器

最準(zhǔn)確的處理方法是使用場求解器進(jìn)行PDN寄生提取或阻抗提?。ɑ旧鲜窃谔崛?/span>Z參數(shù)）。對(duì)于寄生信號(hào)提取，您可以使用結(jié)果來構(gòu)建電路模型，以幫助解釋PDN阻抗譜中的諧振。這是返回電路模型的一種round回方法，但是它可以準(zhǔn)確地解決您的PDN中的寄生現(xiàn)象。如果僅使用場求解器計(jì)算Z參數(shù)，則無需擔(dān)心會(huì)在PCB布局周圍提取特定的寄生參數(shù)。

回歸的遺傳算法

要進(jìn)行回歸，需要將分布式元素模型或集總元素模型重新擬合到PDN阻抗，S參數(shù)，Z參數(shù)或其他任何參數(shù)的測量值。這些方法的復(fù)雜性和準(zhǔn)確性各不相同，其準(zhǔn)確性隨模型的復(fù)雜性和數(shù)值嚴(yán)格性而變化。

與傳輸線一起使用的一種精確方法是創(chuàng)建具有寄生電路元件的級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型，該模型也可用于PDN。然后可以使用遺傳算法為級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)階段提取寄生電路元件值。使用S參數(shù)數(shù)據(jù)的傳輸線也采用相同的方法，但是在這里，您只是通過PDN阻抗測量來進(jìn)行。

顯然，PDN阻抗建模和寄生提取是一個(gè)深層次的主題，不適合膽小者使用。如果您要?jiǎng)?chuàng)建需要精確電源完整性的先進(jìn)技術(shù)，則需要與合適的設(shè)計(jì)公司合作，以幫助您創(chuàng)建下一個(gè)產(chǎn)品。