ZHCABY8G November 2022 – February 2024 AM5706 , AM5708 , AM5716 , AM5718 , AM5726 , AM5728 , AM5729 , AM5746 , AM5748 , AM5749 , AM620-Q1 , AM623 , AM625 , AM625-Q1 , AM625SIP , AM6411 , AM6412 , AM6421 , AM6422 , AM6441 , AM6442 , AM6526 , AM6528 , AM6546 , AM6548
为了在整个相关频率范围内保持电源完整性,配电网络依赖于稳压器模块 (VRM/SMPS)、板载分立式大容量电解和陶瓷去耦电容器以及平面间电容(电路板堆叠中电源接地夹层的电容)。对于一阶分析,可以将电源管理集成电路 (PMIC) 的 VRM 建模为串联电阻器和电感器。PMIC 在低频(高达 500KHz-1MHz)下通常具有低阻抗,能够响应处理器的瞬时要求。因此,VRM 的 ESR 和 ESL 值非常低。除了较低的频率,VRM 阻抗主要是感性的,因此无法满足器件的瞬态电流要求。大容量和陶瓷分立式去耦电容器必须在 VRM 变为电感时提供所需的低阻抗。大容量和中频去耦电容器(1MHz-70MHz,取决于电容器的 ESL 和 ESR)的有效性受到其放置(由于环路电感)、值和类型的限制。有关电容器放置示例,请参阅图 5-3。请注意,为了更大限度地减小环路电感,中频电容器已直接放置在处理器下方(在 PCB 的底部)。
大容量电容器应位于电路板电源入口的入口点附近。去耦电容器将 PDN 阻抗保持在超出 VRM 频率的所需值,直到中频电容器变得有用为止。中频 SMT 电容器在 10MHz 至 150MHz 及更高频率范围内非常有用。这些电容器主要是陶瓷电容器,具有多种电介质类型(NPO、X7R、X5R 和 Y5V)和多种尺寸(1206、0805、0603、0402 等)。中频电容器比大容量电容器小得多,可以放置在更靠近晶体管电路的位置。由于陶瓷电容器较小,因此它们的 ESR 和 ESL 比大容量电容器更低,电容也更低,因此谐振频率更高,谐振阻抗更小。因此,可以在较高的频率下使用陶瓷电容器。典型的中频电容器的电容范围为 1nF–100nF,ESR 范围为 10-100mΩ,ESL 范围为 0.5nH–1nH。
“环路电感”的概念是一个用于量化配电网络去耦电容器有效性的有用指标。要计算与去耦电容器放置相关的“环路电感”,可使用方程式 4:
其中 Leff 是有效环路电感,Z(电源,decap 的 GND 焊盘)表示相应 decap 的电源和接地焊盘上定义的端口的 Z 参数。应在 Z 参数响应的“平坦”区域选择频率,通常在 50MHz–70MHz 范围内。