PCB特性影響電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)性能

　　電源分配網(wǎng)絡(luò)（PDN）的基本設(shè)計規(guī)則告訴我們，最好的性能源自一致的、與頻率無關(guān)的（或平坦）的阻抗曲線。這是電源穩(wěn)定性非常重要的一個理由，因為穩(wěn)定性差的電源會導致阻抗峰值，進而劣化平坦的阻抗曲線，以及受電電路的性能。

　　由于沒有阻抗路徑是完全平坦的，所以我們需要做一些設(shè)計調(diào)整。本文旨在幫助你做出一些對系統(tǒng)性能影響最小的折衷。

　　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（最常見的是50Ω）連接到阻抗與源匹配的同軸電纜，負載也端接到相同的阻抗。這種做法實現(xiàn)了完美的平坦阻抗，不管是從源看到負載還是從負載看到源都是一致的。

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

　　傳輸線基本原理

　　當頻率低于傳輸線諧振頻率時，傳輸線特征阻抗可以用電感和電容項定義。電容可以在傳輸線遠端沒有端接時測量。電感可以在傳輸線遠端短路時測量。傳輸線的特征阻抗取決于這兩個測量結(jié)果，即：

　　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。在兩種情況下，首次諧振或抗諧振的頻率為：

　　（3）

　　圖1用50Ω同軸電纜仿真顯示了這些關(guān)系。未端接終端阻抗是在電纜末端開路、短路和匹配端接的情況下測量的。

　　圖1：傳輸線近端阻抗開路（藍色）、短路（紅色）和正確匹配（綠色），另外一種有趣的關(guān)系。

　　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。這些阻抗峰值被定義為：

　　（4）