电源分配网络系统设计

　　电源分配网络系统是高速PCB电源完整性设计的主要问题之一。电源分配网络系统的作用就是给系统内所有器件或芯片提供足够的电源，并满足系统对电源稳定性的要求。正如一个城市里，供电局提供城市所需要的电力就如同电路系统中的电源。城市供电系统就如同电源／地线在印制电路板上的分布。

　　用户也许要问：为什么电源会波动？其原因是电源分配系统总是存在着阻抗，因此在瞬间电流通过的时候，就会产生一定的电压降和电压波动。正如城市居民用电高峰期，偶然会发现照明灯会暗下来，这也是电源电压分配的波动。为了保证每个器件始终都能得到正常的电源供应，就需要对电源分配系统的阻抗进行合理的控制，尽可能降低其阻抗，使其在整个频率范围内的阻抗低于目标阻抗，如图所示。这就是通常所说的电源分配系统目标阻抗法。

　　大部分芯片对电源电压波动的要求在正常电压的±5％范围内。前面讲到，电源之所以要波动，是因为电源分配系统存在阻抗，在△I噪声电流和瞬态负载电流通过的时候，就会产生△I噪声电压，造成电源电压波动。为了满足芯片对电源电压波动范围的要求，目标阻抗Ztarget可以通过下式计算得到：

　　图 目标阻抗

　　目标阻抗在一定的频率范围内都有效，下限取直流，上限一般取信号的截止频率：

　　其中，耳为信号上升时间。

　　随着电源电压不断减小，△I噪声电流与瞬态负载电流不断增大，目标阻抗也大大降低，从参考资料中查到1990年后PCB电压、功耗、电流和阻抗变化的粗略统计，如表所示。

　　表 PCB参数统计表

　　不同功能的微型处理器工作在不同的频率范围和数据传输速率之中，例如磁盘通信控制芯片和内存控制芯片就有不相同的工作状态。这就需要电源分配系统设置合理，以适应一个恰到好处的频率范围。
　　

参考文献:

[1]. PCB datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/PCB_1201640.html.