คําแนะนําสําคัญสําหรับเครือข่ายการกระจายพลังงานที่น่าเชื่อถือใน PCB ความเร็วสูง

ใน PCB ความเร็วสูง หน่วยพลังงาน เช่น รูเตอร์ 5G เซอร์เวอร์ศูนย์ข้อมูล และระบบ ADAS ออโตโมทีฟีที่ก้าวหน้า เครือข่ายการกระจายพลังงาน (PDN) เป็นกระดูกสันหลังของการทํางานที่น่าเชื่อถือPDN ที่ออกแบบไม่ดี ทําให้ความดันตก, การแทรกแซงทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และปัญหาความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ, ส่งผลให้ระบบล้มเหลว, ระยะเวลาการใช้งานลดลง, หรือการทดสอบ EMC ที่ล้มเหลวการศึกษาแสดงให้เห็นว่า 60% ของความผิดพลาด PCB ความเร็วสูงสามารถติดตามกลับสู่ความบกพร่อง PDNข่าวดีคือปัญหาเหล่านี้สามารถหลีกเลี่ยงได้ด้วยการออกแบบโดยเจตนา: การแยกแยกทางยุทธศาสตร์ การจัดวางเครื่องบินให้ดีที่สุด การติดตาม/ผ่านการปรับและการจําลองในช่วงต้นคู่มือนี้แยกขั้นตอนสําคัญในการสร้าง PDN ที่แข็งแรงที่ให้พลังงานที่สะอาดและมั่นคง แม้ในความเร็วมากกว่า 10 Gbps

ประเด็นสําคัญ
1.การแยกไม่ต่อรองได้: วางตัวประกอบของค่าผสมผสาน (0.01 μF100 μF) ภายในระยะ 5 มมของปินพลังงาน IC เพื่อปิดเสียงความถี่สูง / ต่ํา; ใช้ช่องทางคู่ ๆ เพื่อลดการระดม
2.เครื่องบินทําหรือทําลาย PDN: แรงแข็ง, ระยะห่างใกล้ชิด / เครื่องบินพื้นที่ลดอัตราต่อต้าน 40~60% และทําหน้าที่เป็นกรองธรรมชาติ
3.Trace/via optimization: ให้รอยสั้น/กว้าง ถอดที่ไม่ได้ใช้ผ่าน stubs (via back-drilling) และใช้หลาย vias ใกล้ส่วนประกอบที่มีกระแสไฟฟ้าสูง เพื่อหลีกเลี่ยงข้อขัดขวาง
4.จําลองก่อน: เครื่องมือเช่น Ansys SIwave หรือ Cadence Sigrity จับความดันตก เสียงและปัญหาความร้อน ก่อนการทําต้นแบบ
5.การจัดการทางความร้อน = PDN ความยาวนาน: อุณหภูมิสูงอัตราการล้มเหลวส่วนประกอบสองครั้งทุก 10 °C; ใช้ช่องทางทางความร้อนและทองแดงหนาเพื่อระบายความร้อน

หลัก PDN: ความสมบูรณ์แบบของพลังงาน ความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ และการสะสมชั้น
PDN ที่น่าเชื่อถือจะทําให้เกิดผลลัพธ์หลักสองประการ คือ ความสมบูรณ์แบบของพลังงาน (ความตึงเครียดคงที่ที่มีเสียงเสียงน้อยที่สุด) และความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ (สัญญาณที่สะอาดโดยไม่มีการบิดเบือน)ทั้งคู่นั้นขึ้นอยู่กับการจัดเรียงชั้นที่ออกแบบดี เพื่อลดอาการขัดขวางและการขัดขวางให้น้อยที่สุด.

1ความสมบูรณ์แบบของพลังงาน: หลักฐานของการดําเนินงานที่มั่นคง
ความสมบูรณ์แบบของพลังงาน (PI) หมายถึงการส่งมอบแรงดันที่คงที่ต่อทุกองค์ประกอบ ไม่มีการลดลง, สปิก, หรือเสียงดัง

a. เส้นทางหรือระดับกําลังที่กว้าง: ระดับกําลังที่แข็งแรงมีความต้านทานต่ํากว่า 10 เท่าของเส้นทางที่แคบ (เช่น เส้นทางที่กว้าง 1 มม.
b. เครื่องประกอบความละเอียดที่แตกต่างกัน: เครื่องประกอบความละเอียดขนาดใหญ่ (10 μF ∼100 μF) ใกล้กับเครื่องเข้าพลังงานจัดการกับเสียงกระจายความถี่ต่ํา; เครื่องประกอบความละเอียดขนาดเล็ก (0.01 μF ∼0.1 μF) โดยปิน IC ป้องกันเสียงกระจายความถี่สูง
c.ชั้นทองแดงหนา: ทองแดง 2 oz (เทียบกับ 1 oz) ลดความต้านทาน 50% ลดการสะสมความร้อนและการสูญเสียแรงดัน
d. ระดับพื้นที่ต่อเนื่อง: หลีกเลี่ยงการแตกแยก ระดับพื้นที่ที่แตกแยกบังคับกระแสกลับให้ใช้เส้นทางที่ยาวและแรงต่อเนื่องสูง สร้างเสียงดัง

เมทริกวิกฤต: เป้าหมายให้ความอัดอัด PDN < 1 โอมจาก 1 kHz ถึง 100 MHz. มากกว่าขั้นต่ํานี้, เสียงกระหน่ํา (V = I × Z) กลายเป็นสําคัญ, การรบกวนองค์ประกอบที่มีความรู้สึกเช่น FPGA หรือชิป RF.

2ความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ: PDN มีผลต่อสัญญาณอย่างไร
การออกแบบ PDN ที่ไม่ดี ทําร้ายต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณ (SI) โดยตรง

a.Ringing/Overshoot: สัญญาณกระโดดเหนือ / ต่ํากว่าความแรงดันเป้าหมาย ส่งผลให้เกิดความผิดพลาดข้อมูล
b.Crosstalk: เสียงจากสายไฟฟ้ารั่วเข้าไปในร่องรอยสัญญาณ ทําให้ข้อมูลความเร็วสูงบิดเบือน (เช่น PCIe 5.0).
c.Ground Bounce: ความดันสูงขึ้นบนระนาบพื้นที่เมื่อกระแสเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว (บ่อยในเครื่องควบคุมการสลับ)

แก้ปัญหาเหล่านี้ด้วย:

a.ใช้ระนาบพลังงานเพื่อให้เส้นทางการกลับสัญญาณที่มีความคับต่ํา
b. การวางตัวประกอบการแยกหัวกระบายในระยะ 2 มิลลิเมตรจาก IC ที่รวดเร็ว (เช่นไมโครโพเซสเซอร์) เพื่อบรรเทาความกระชับกําลังสูง
c. การส่งสัญญาณความเร็วสูงระหว่างระดับพื้นดิน (ป้องกันจาก EMI)

ตารางด้านล่างสรุปความบกพร่อง PDN และผลกระทบ SI ของมัน:

3. Layer Stack-Up: ปรับปรุงผลงาน PDN
การสะสมชั้นเป็น "แบบแผน" สําหรับความสําเร็จของ PDN มันกําหนดวิธีการปฏิสัมพันธ์ของพลังงาน, แผ่นดิน และสัญญาณ สําหรับ PCB ความเร็วสูง (10 Gbps+) ใช้การสะสมหลายชั้นด้วยกฎต่อไปนี้:

a. พลังงานคู่และระดับพื้นดิน: วางมันติดกัน (แยกกันด้วยชั้น dielectric ละอ่อน, 0.1mm?? 0.2mm)นี้สร้างความจุธรรมชาติ (C = εA / d) ที่กรองเสียงความถี่สูงและลดอัตราต่อรอง AC.
b. ป้องกันสัญญาณความเร็วสูง: เส้นทางสัญญาณชั้นระหว่างสองระนาบพื้น (เช่น ดิน → สัญญาณ → ดิน).
c. ใช้ช่องเย็บ: เชื่อมเส้นพื้นข้ามชั้นด้วยช่องที่ห่างกัน 5 มิลลิเมตร 10 มิลลิเมตร (โดยเฉพาะรอบขอบกระดาน) ทําให้เกิดผล "กรงฟาราเดย์" ซึ่งมี EMI
d.สมดุลการสะสม: รับประกันจํานวนชั้นที่สมอง (เช่น 4 ชั้น: สัญญาณ → พลังงาน → แผ่นดิน → สัญญาณ) เพื่อป้องกันการบิดระหว่างการผลิต

ตัวอย่างการสะสม 4 ชั้นสําหรับ PCB ความเร็วสูง:

1ชั้นบน: สัญญาณความเร็วสูง (เช่น Ethernet, USB4)
2ชั้น 2: ระดับแรง (3.3V)
3ชั้นที่ 3: ระดับพื้นดิน (แข็งแรง, ไม่แตก)
4ชั้นล่าง: สัญญาณความเร็วต่ํา (ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์, ไฟไฟเข้า)

กลยุทธ์การออกแบบ PDN หลัก
1การแยกออก: ป้องกันเสียงที่แหล่ง
คอนเดเซนเตอร์แยกกันทําหน้าที่เป็น "ธนาคารพลังงานท้องถิ่น" สําหรับ ICs พวกเขาเก็บชาร์จและปล่อยมันเมื่อความต้องการกระแสไฟฟ้าสูงขึ้น ป้องกันความดันตก

a. เลือกค่าตัวประกอบที่เหมาะสม
ใช้ค่ารวมกัน เพื่อครอบคลุมช่วงความถี่ทั้งหมด:

คอนเดเซนเตอร์ขนาดใหญ่ (10 μF ∼100 μF) วางอยู่ใกล้สายเชื่อมพลังงาน (เช่น จักก์ไฟฟ้าแบบ DC) เพื่อจัดการกับเสียงกระแทกความถี่ต่ํา (1 kHz ∼1 MHz) จากเครื่องควบคุมความแรง
คอนเดเซนเตอร์ระยะกลาง (1 μF ¥0.1 μF): ตั้ง 2mm ¥5mm จาก IC เพื่อกรองเสียงกระแสความถี่กลาง (1 MHz ¥10 MHz)
เครื่องประกอบความถี่ความถี่สูง (0.01 μF ∼0.001 μF): ตั้งอยู่ตรงกับปินพลังงาน IC (≤ 2 mm) เพื่อปิดเสียงความถี่สูง (10 MHz ∼100 MHz)

ข้อแนะนําโปร: บวกคอนเดซเตอร์พร้อมกัน (เช่น 10 μF + 0.1 μF + 0.01 μF) เพื่อสร้าง "กรองวงจรความกว้าง" ที่ครอบคลุม 1 kHz มากกว่า 100 MHz

b. ปรับปรุงการวางตัวประกอบความเข้มแข็งและการนําทาง
ลดพื้นที่วงจรให้น้อยที่สุด: เส้นทางจากตัวประกอบไฟฟ้า → ปิ้นพลังงาน IC → ปิ้นพื้นของ IC → ตัวประกอบไฟฟ้า ควรเล็กที่สุดเท่าที่จะทําได้ ใช้รอยสั้นกว้าง (≥0.5 มม.) และวางช่องทางภายใน 1 มมของพัดตัวประกอบไฟฟ้า
ช่องทางปานกลาง: ใช้ช่องทาง 2 ช่องทางต่อตัวประกอบเพื่อเชื่อมต่อกับระดับพลังงาน / ดิน.
การกระจายตัวประกอบสําหรับ IC หลายปิน: สําหรับชิปที่มีปินพลังงานหลายด้าน (เช่น BGA) วางตัวประกอบในแต่ละด้านเพื่อให้แน่ใจว่าการจัดส่งพลังงานจะเท่าเทียมกัน

c. หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่พบกันบ่อย ๆ
คอนเดเซนเตอร์น้อยเกินไป: คอนเดนเซนเตอร์ 0.1 μF เดียวไม่สามารถรับมือกับเสียงดังความถี่สูงและต่ําได้
คอนเดซิเตอร์ห่างจาก IC มากเกินไป: มากกว่า 5 มิลลิเมตร, อัตราการดึงดูดรอยลดผลลัพธ์การปิดเสียงของคอนเดซิเตอร์
ขนาดบรรจุที่ผิด: ใช้บรรจุ 0402 หรือ 0603 สําหรับตัวประกอบความถี่ความถี่สูง บรรจุที่ใหญ่กว่า (เช่น 0805) มีความเข้มแข็งสูงกว่า

2. การออกแบบเครื่องบิน: สร้างเส้นทางที่มีความคืบหน้าต่ํา
ระบบพลังงานและพื้นดินเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการลดความคืบหน้า PDN พวกเขาให้พื้นที่ทองแดงที่ใหญ่ต่อเนื่องที่มีความต้านทานอย่างน้อย

a. พฤติกรรมที่ดีที่สุดของเครื่องขับเคลื่อน
ใช้ระนาบแข็ง (ไม่มีการตัด): สล็อตหรือการตัดสร้าง "แอนเทนเนสสล็อต" ที่ออกรังสี EMI และทําลายเส้นทางของกระแสไฟฟ้า. เพียงแยกระนาบพลังงานถ้าคุณต้องการแยกรถไฟฟ้าที่มีเสียงดัง (ตัวอย่างเช่นรถไฟฟ้าเปลี่ยน 12V จาก 3.รถไฟฟ้า 3 วอลล์).
ระเบียงขนาดสําหรับกระแสไฟฟ้า: ระเบียงพลังงานขนาด 50 มม 2 สามารถบรรทุก 5A (ทองแดง 2 ออนซ์, การเพิ่มขึ้น 60 ° C) ลงขนาดสําหรับกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่า (ตัวอย่างเช่น 10A ต้องการ 100 มม 2).
วางเครื่องบินใกล้พื้นดิน: เครื่องไฟฟ้า / เครื่องพื้นที่ติดกัน (0.1 มิลลิเมตร ไดเอเลคทริก) สร้างความจุ 100 ‰ 500 pF ซึ่งกรองเสียงไม่ใช้อีกองค์ประกอบ

b. แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในพื้นที่
ระเบียงพื้นดินแบบแข็งเดียว: สําหรับการออกแบบส่วนใหญ่, ระเบียงพื้นดินแบบเดียวดีกว่าระเบียงแบ่ง.ติดต่อสองระนาบในจุดเดียว (การติดพื้นดาว) เพื่อหลีกเลี่ยงลุปพื้น.
ครอบคลุมแผ่นทั้งหมด: ขยายระดับพื้นที่ไปยังขอบแผ่น (ยกเว้นเครื่องเชื่อม) เพื่อให้การป้องกันสูงสุด
การเย็บด้วยช่องทาง: ใช้ช่องทาง (0.3 มิลลิเมตร) ห่างกัน 5 มิลลิเมตร 10 มิลลิเมตร เพื่อเชื่อมตัวกรองพื้นข้ามชั้น

ตารางด้านล่างเน้นผลประโยชน์ของการออกแบบเครื่องบิน:

3. Trace & Via Optimization: หลีกเลี่ยงปัญหา
แม้จะเป็นเครื่องบินที่ดี แต่การออกแบบการติดตามที่ไม่ดี สามารถทําลายผลงานของ PDN ได้
a. การออกแบบรอย
รักษารอยให้สั้น:รอยยาว (≥ 50 มม.) เพิ่มความต้านทานและความเชื่อมต่อ
ใช้รอยกว้าง: สําหรับเส้นทางกระแสไฟฟ้าสูง (ตัวอย่างเช่น เครื่องควบคุมความดันไฟฟ้าไปยัง IC) ใช้รอยกว้าง ≥ 1 มม (2 oz ทองแดง) เพื่อนํา 2A+ โดยไม่ทําให้ความดันตก
หลีกเลี่ยงสตับ: สตับที่ไม่ได้ใช้ (≥3 มม.) ทําหน้าที่เป็นแอนเทนน์, สะท้อน EMI และทําให้สัญญาณสะท้อน. ใช้การนําทางโซ่เพชรแทนการนําทางดาวสําหรับการเชื่อมต่อหลายองค์ประกอบ.

b. ผ่านการออกแบบ
กําจัด stubs ด้วยการเจาะกลับ: Via stubs (ส่วนของ via นอกชั้นเป้าหมาย) ส่งผลให้เกิดเสียงสะท้อนในความถี่สูง (เช่น 10 Gbps) การเจาะกลับจะกําจัด stub และกําจัดปัญหานี้
ใช้ช่องหลายช่องสําหรับกระแสไฟฟ้าสูง: ช่อง 0.5 มิลลิเมตรเดียวสามารถนํา ~ 1A ใส่ 2 ช่อง 3 ช่องสําหรับเส้นทาง 2A ช่อง 3A (ตัวอย่างเช่น การแยกตัวประกอบความหนาออกจากระนาบ)
ขนาดของช่องทางสําหรับงาน: สําหรับช่องทางสัญญาณ ใช้ช่อง 0.3 มม.

c. เส้นทางความร้อน
PCB ความเร็วสูงผลิตความร้อน (เช่น 10W จาก CPU) ซึ่งเพิ่มความต้านทานรอยและลดประสิทธิภาพ PDN

ภายใต้ส่วนประกอบร้อน: วาง 4 ช่องทางความร้อน 6 ช่อง (0.3 มิลลิเมตร) ภายใต้ BGA, เครื่องควบคุมแรงดัน, หรือเครื่องเสริมพลังงาน
เชื่อมต่อกับระดับพื้นดิน: ช่องทางความร้อนส่งความร้อนจากส่วนประกอบไปยังระดับพื้นดิน ซึ่งทําหน้าที่เป็นระยะความร้อน

การพิจารณาด้านการออกแบบ PDN ระดับสูง
1เครื่องมือจําลอง: ทดสอบก่อนสร้าง
การจําลองเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการจับจุดบกพร่อง PDN ณ ระยะต้น ก่อนที่คุณจะใช้เวลาและเงินในการทําต้นแบบ

กระแสงานจําลองสําหรับ PDN
1.ลายอัพก่อน: ทําแบบการจัดเรียงชั้นและการจัดตั้งตัวประกอบเพื่อคาดการณ์ความคับค้าน
2.หลังการวางแผน: สกัดค่าปรสิต (R / L / C) จากการวางแผน PCB และดําเนินการจําลองการตกของแรงดัน
3การจําลองความร้อน: ตรวจสอบจุดร้อน (≥ 85 °C) ที่อาจทําให้ผลงาน PDN ลดลง
4การจําลอง.EMI: รับรอง PDN ตอบสนองมาตรฐาน EMC (ตัวอย่างเช่น FCC Part 15) โดยการสแกนเพื่อการปล่อยแสง

การศึกษากรณี: ทีมงาน PCB ศูนย์ข้อมูลใช้ Ansys SIwave เพื่อจําลอง PDN ของพวกเขา พวกเขาพบจุดสูงของอุปสรรค 2 โอฮมที่ 50 MHz ซึ่งพวกเขาแก้ไขโดยการเพิ่มตัวประกอบ 0.01 μF.

2การควบคุม EMI/EMC: การควบคุมเสียง
PDN ความเร็วสูงเป็นแหล่ง EMI หลัก ควบคุมสวิตชิ่งและ IC รวดเร็วผลิตเสียงที่สามารถล้มเหลวการทดสอบ EMC ใช้เทคนิคเหล่านี้เพื่อลด EMI:

a. Optimize stack-up: การสตั๊ก 4 ชั้น (Signal → Power → Ground → Signal) ลดการออกรัศมีลงถึง 1020 dB เมื่อเทียบกับบอร์ด 2 ชั้น
b. ลดพื้นที่วงจรให้น้อยที่สุด:วงจรพลังงาน (ระนาบพลังงาน → IC → ระนาบพื้นดิน) ควรมีขนาด < 1 ซม 2
c. ไฟล์เตอร์ไฟฟ้าเข้า: เพิ่มเม็ดฟีริทหรือฟิลเตอร์ LC ไปยังสายไฟฟ้า (เช่น 12V input) เพื่อปิด EMI ที่นําไป
d. ป้องกันองค์ประกอบที่มีเสียงดัง: ใช้ป้อมโลหะรอบตัวควบคุมการสวิทช์หรือชิป RF เพื่อควบคุม EMI

ตารางด้านล่างแสดงประสิทธิภาพของการลด EMI:

3การจัดการความร้อน: ป้องกัน PDN อายุยาว
ความร้อนเป็นศัตรูร้ายแรงของ PDN หน่วยงานอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุก 10 °C จะเพิ่มอัตราการล้มเหลวขององค์ประกอบเป็นสองเท่า และเพิ่มความต้านทานของทองแดงขึ้น 4% ใช้กลยุทธ์ความร้อนดังนี้:

a.ชั้นทองแดงหนา: ทองแดง 2 oz (เทียบกับ 1 oz) มีความต้านทานต่ํากว่า 50% และระบายความร้อนเร็วขึ้น
b.ทางทางความร้อน: ดังที่กล่าวไปก่อนหน้านี้, วางทางทางใต้ส่วนประกอบร้อนเพื่อส่งความร้อนไปยังระนาบพื้นดิน.
c. เครื่องลดความร้อน: สําหรับส่วนประกอบที่มีพลังงานสูง (เช่น เครื่องควบคุมความดัน 5W) เพิ่มเครื่องลดความร้อนด้วยพาสต์ความร้อนให้ความร้อนที่ต่ํากว่า
d.หล่อทองแดง: เพิ่มหล่อทองแดง (เชื่อมต่อกับพื้นดิน) ใกล้ส่วนประกอบร้อนเพื่อกระจายความร้อน

ข้อ ผิดพลาด ที่ ควร หลีก เลี่ยง
1การแยกแยกที่ไม่เพียงพอ
ความผิดพลาด: การใช้ค่าตัวประกอบหน่วยเดียว (เช่น 0.1 μF เท่านั้น) หรือการวางตัวประกอบหน่วย > 5 มม. จาก ICs
ผลลัพธ์: กระแสความดัน, EMI, และรางพลังงานที่ไม่มั่นคง
แก้ไข: ใช้ตัวประกอบความสําคัญผสมผสาน (0.01 μF, 0.1 μF, 10 μF) ภายในระยะ 2 mm ‰ 5 mm ของปิน IC; เพิ่ม vias ตรงกัน

2เส้นทางกลับที่ไม่ดี
ความผิดพลาด: การส่งสัญญาณผ่านช่องแยกบนพื้นดิน หรือใกล้ขอบแผ่น
ผลลัพธ์: เส้นทางการกลับที่แตกต่างกันเพิ่มการพูดข้ามและสัญญาณ EMI กลายเป็นความบิดเบือน และเกิดความผิดพลาดข้อมูล
แก้ไข: ใช้ระดับพื้นที่แข็งแรง; สัญญาณเส้นทางระหว่างระดับพื้นที่; เพิ่มเส้นทางพื้นที่ใกล้กับการเปลี่ยนแปลงชั้น

3ละเลยการตรวจสอบ
ความผิดพลาด: ละเว้นการจําลองหรือการทดสอบทางกายภาพ (เช่น การวัดแรงดันด้วยออสซิลโลสโกป)
ผลลัพธ์: การลดความแรงดันหรือจุดร้อนที่ไม่ได้ตรวจพบ ผังล้มเหลวในสนามหรือระหว่างการรับรอง
แก้ไข: ทําการจําลองก่อนการวางแผน / หลังการวางแผน; ทดสอบต้นแบบด้วยออสซิลโลสโกป (วัดเสียงกระชับกําลัง) และกล้องความร้อน (ตรวจสอบจุดร้อน)

FAQ
1.เป้าหมายหลักของ PDN ใน PCB ความเร็วสูงคืออะไร?
เป้าหมายหลักของ PDN คือการให้พลังงานที่สะอาดและมั่นคง (เสียงกระชับกําลังต่ําที่สุด, ไม่มีการตก) ให้กับทุกองค์ประกอบ แม้ว่าความต้องการในขณะนี้จะสูงขึ้น (เช่น, ในระหว่างการสลับ IC)นี่ทําให้สัญญาณมั่นคง และป้องกันการล้มเหลวของระบบ.

2วิธีการเลือกคอนเดสเตอร์ตัดต่อสําหรับ PCB 10 Gbps
ใช้ผสมของ:

a.0.01 μF (ความถี่สูง ≤2mm จากปิน IC) เพื่อปิดเสียง 10~100 MHz
b.0.1 μF (ระดับความถี่กลาง, 2 5 mm จาก IC) สําหรับเสียง 1 10 MHz
c.10 μF (หน่วยเข้าพลังงานใกล้เคียง) สําหรับเสียง 1 kHz มากกว่า 1 MHz
เลือกพัสดุ 0402 สําหรับตัวประกอบความถี่สูง เพื่อลดความถี่ให้น้อยที่สุด

3ทําไมเครื่องบินที่แข็งแรงถึงดีกว่าเครื่องบินที่ติดตามพื้นดิน
ระดับพื้นที่แข็งแรงมีความต้านทานและการชักชักที่ต่ํากว่า 10 เท่าของรอยพื้นดิน มันให้เส้นทางการกลับต่อเนื่องสําหรับสัญญาณ ลดเสียงข้าม 30 dBและทําหน้าที่เป็นหน่วยระบายความร้อนที่สําคัญสําหรับ PCB ความเร็วสูง.

4ฉันจะทดสอบ PDN ของฉันได้อย่างไร หลังจากสร้างต้นแบบ?
การวัดเสียงกระชับกําลัง: ใช้ออสซิลโลสโกปเพื่อตรวจสอบการคลื่นกระชับกําลังบนสายไฟฟ้า (ตั้งเป้าให้ < 50mV จากจุดสูงสุดไปสู่จุดสูงสุด)
การทดสอบความร้อน: ใช้กล้องถ่ายความร้อนเพื่อจับจุดร้อน (รักษาอุณหภูมิ < 85 °C)
การทดสอบ EMI: ใช้เครื่องสแกน EMI เพื่อให้แน่ใจว่ามีการปฏิบัติตามมาตรฐาน FCC/CE

5. เกิดอะไรขึ้นถ้าอิทธิพล PDN เป็นสูงเกินไป (> 1 ออม)?
อุปสรรคสูงทําให้มีเสียงกระชับเครียด (V = I × Z) ณ ตัวอย่างเช่น ความต้องการกระแสไฟฟ้า 1A กับอุปสรรค 2 Ohm สร้างเสียงเสียง 2V ซึ่งทําให้มีส่วนประกอบที่รู้สึกผิดปกติ (เช่น ชิป RF)ส่งผลให้เกิดความผิดพลาดสัญญาณ หรือระบบล้ม.

สรุป
PDN ที่น่าเชื่อถือไม่ได้เป็นความคิดที่ผ่านมา มันเป็นส่วนพื้นฐานของการออกแบบ PCB ความเร็วสูง โดยเน้น 3 ด้านหลักและติดตาม/ผ่านการปรับปรุง คุณสามารถสร้าง PDN ที่ส่งพลังงานสะอาด, ลด EMI ให้น้อยที่สุด และรับประกันความน่าเชื่อถือในระยะยาว การจําลองในช่วงต้น (ด้วยเครื่องมือเช่น Ansys SIwave) และการทดสอบทางกายภาพเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้

จําไว้: PDN ที่ดีที่สุดสมดุลการทํางานและความเป็นจริง คุณไม่จําเป็นต้อง over-engineering (เช่น 10 ชั้นสําหรับบอร์ดเซ็นเซอร์ง่าย) แต่คุณไม่สามารถตัดมุม (เช่นกระโดดตัวประกอบการแยกแยก)สําหรับการออกแบบความเร็วสูง (10 Gbps+) ให้ความสําคัญกับการใช้พลังงาน / แผ่นดินที่อยู่ใกล้เคียง, การแยกค่าผสม, และการจัดการความร้อน

เมื่ออิเล็กทรอนิกส์เร็วขึ้นและเล็กลง การออกแบบ PDN จะมีความสําคัญมากขึ้น โดยการเรียนรู้ข้อแนะนําในคู่มือนี้ คุณจะได้สร้าง PCB ที่รับมือกับความต้องการของ 5G, AI,และเทคโนโลยีรถยนต์.