以提高了印刷电路板供电网络完整性设计的可实现性，使之更贴近工程应用。
[0069]在优选的实施例中，由于系统噪声容限由直流噪声和交流噪声共同分担，上述步骤二中，可通过对系统噪声容限电压进行分解，获得直流目标阻抗和交流目标阻抗。
[0070]在优选的实施例中，在步骤二中可通过下式获取所述直流目标阻抗:
[0071]Rdc = S1X Λ VJIniax;
[0072]其中，RDe表示直流目标阻抗，AVniax表示最大噪声电压，1_表示最大瞬态工作电流，S1表示直流电压噪声占系统噪声容限电压的比例。
[0073]进一步的，可通过下式获取所述交流目标阻抗:
[0074]Zac = S2X AVnax/AInax;
[0075]其中，ΖΑε表示交流目标阻抗，Δ Vnax表示最大噪声电压，Δ Inax表示最大瞬态变化电流，S2表示交流电压噪声占系统噪声容限电压的比例。
[0076]于本发明较优的实施例中，可令S1与S2的比例为1:4，即直流噪声占系统噪声容限的1/5，交流噪声占系统噪声容限的4/5，因此，S1 = 0.2，S2 = 0.8。
[0077]由于最大瞬态变化电流若取系统最大瞬态工作电流会造成目标阻抗过于严格无法实现，在优选的实施例中，可令最大瞬态变化电流△ Inax与最大瞬态工作电流Inax的关系为:
[0078]Δ Inax = 0.5Inax0
[0079]在本实施例中以工作电压为IV，噪声容限为5%，即最大噪声电压为50mV，最大瞬态工作电流为5A，最高主频为1.5GHz为例，计算直流目标阻抗和交流目标阻抗:
[0080]最大瞬态变化电流Λ Inax = 0.5 X 5Α = 2.5Α ;
[0081]根据上述公式计算直流目标阻抗为:Rdc = 0.2 X 50mV/5A = 2mQ ；
[0082]根据上述公式计算交流目标阻抗为:ZAC = 0.8X50mV/2.5A = 16m Ω。
[0083]如图3所示，在优选的实施例中，供电网络模型可包括:电压调整模块1、电解电容Cl和高频陶瓷电容C2，电压调整模块I分别连接电源地GND和电源平面VDD ；电解电容Cl与电源平面VDD和电源地GND并联，且位于靠近所述电压调整模块I的一侧；高频陶瓷电容C2与电解电容Cl并联，且位于靠近电源平面VDD和电源地GND的一侧。
[0084]在优选的实施例中，一般高频陶瓷电容C2通常靠近负载放置，这样从电压调整模块I输出到负载就有一段不可忽视的电源走线距离，DC阻抗即指的这段电源走线的直流阻抗。直流阻抗与电源走线的关系为:
[0085]rDC = P *L/ (W*d)；
[0086]其中p表示电源走线铜皮的电阻率，d是指电源走线铜皮厚度，L表示电源走线的长度，W表不电源走线的览度。
[0087]AC阻抗指的是从高频陶瓷电容C2到负载这一段，大量的高频陶瓷电容C2和PCB电源地GND平面构成了负载的交流阻抗回路。系统的最大瞬态变化电流，通过交流阻抗回路，最终造成了负载的交流噪声。减去电解电容Cl到高频陶瓷电容C2这一段的IR-Drop，剩下的即为交流噪声容限。而对于交流阻抗的计算，仍然采取传统目标阻抗的计算方法，不同的是针对频率范围的限定和最大瞬态变化电流的确定。根据上述的最大瞬态变化电流与最大瞬态工作电流的关系，确定最大瞬态变化电流，以获取交流阻抗。
[0088]在优选的实施例中，上述步骤五包括:判断直流阻抗仿真结果是否小于直流目标阻抗，以及交流阻抗仿真结果在设定频率范围内是否小于交流阻抗；如所述直流阻抗仿真结果小于所述直流目标阻抗，并且所述交流阻抗仿真结果在设定频率范围内小于所述交流阻抗，则判断所述供电网络模型符合设计要求。
[0089]在优选的实施例中，上述步骤六中，当直流阻抗仿真结果大于或等于直流目标阻抗，或不满足设定条件时，对电压调整模块I与电源平面VDD和电源地GND之间的电源走线进行调整，以调整直流阻抗的大小。
[0090]进一步的，对电压调整模块I与所述电源平面VDD和电源地GND之间的电源走线进行调整的方法可包括:将电压调整模块I与电源平面VDD和电源地GND之间的电源走线加粗，和/或减小电压调整模块I与电源平面VDD和电源地GND之间的电源走线长度。
[0091]在优选的实施例中，上述步骤六中，当交流阻抗仿真结果大于或等于交流阻抗，或不满足设定条件时，调整高频陶瓷电容C2的电容值，以改善交流阻抗的大小。
[0092]图4展示了对交流阻抗仿真结果进行迭代的过程，Dl表示第一次仿真时交流阻抗仿真结果曲线、D2表示第二次仿真时交流阻抗仿真结果曲线，D3表示第三次仿真时交流阻抗仿真结果曲线，由图4可知通过仿真迭代第三次的仿真效果优于前两次，可使交流阻抗接近或达到目标交流阻抗。
[0093]在优选的实施例中，可在0MHz-25MHz的频率范围内对供电网络模型进行调整，传统的目标阻抗设计TON的方法，在频率-阻抗曲线上体现为一条直线，并截止到系统的工作频率。该方法忽略了电源的频率阻抗曲线在高频部分是逐渐上升的特征，同时也没有考虑到系统的阻抗要求随频率提高而逐渐下降，并且在PCB上可控制的频率范围为20MHz-30MHz，更高频率的阻抗要求是不可实现的。本实施例考虑到这些缺陷，只在0MHz-25MHz范围内做阻抗控制，符合现实阻抗的要求。
[0094]以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，包括下列步骤: 步骤一、获得电源容许的最大噪声电压和最大瞬态工作电流； 步骤二、根据获得的所述最大噪声电压和所述最大瞬态工作电流，获取直流目标阻抗和交流目标阻抗； 步骤三、根据获取的所述直流目标阻抗和所述交流目标阻抗，进行供电网络模型设计; 步骤四、对供电网络模型设计结果进行仿真，获取直流阻抗仿真结果和交流阻抗仿真结果; 步骤五、判断所述直流阻抗仿真结果和所述交流阻抗仿真结果是否符合设计要求，若是，则结束； 步骤六、根据获取的所述直流阻抗仿真结果和所述交流阻抗仿真结果对所述供电网络模型进行修改，并返回步骤四。2.如权利要求1所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，所述步骤二中，通过对系统噪声容限电压进行分解，获得所述直流目标阻抗和所述交流目标阻抗。3.如权利要求1所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，在步骤二中通过下式获取所述直流目标阻抗: Rdc = S1X AVnax/Inax ； 其中，RDe表示直流目标阻抗，AVnax表示最大噪声电压，Inax表示最大瞬态工作电流，S1表示直流电压噪声占系统噪声容限电压的比例。4.如权利要求3所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，S1= 0.2。5.如权利要求1所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，在步骤二中通过下式获取所述交流目标阻抗: Zac = S2X Δ Vnax/ Δ Inax ； 其中，ΖΑε表示交流目标阻抗，△ Vnax表示最大噪声电压，△ Inax表示最大瞬态变化电流，S2表示交流电压噪声占系统噪声容限电压的比例。6.如权利要求5所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，S2= 0.8。7.如权利要求3或5所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，通过下式获取所述最大瞬态变化电流Δ Inax:AImax 0.5Imax。8.如权利要求1所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，所述供电网络模型包括: 电压调整模块，分别连接电源地和电源平面； 电解电容，与所述电源平面和电源地并联，且位于靠近所述电压调整模块的一侧； 高频陶瓷电容，与所述电解电容并联，且位于靠近所述电源平面和电源地的一侧。9.如权利要求1所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，所述步骤五包括: 判断所述直流阻抗仿真结果是否小于所述直流目标阻抗，以及所述交流阻抗仿真结果在设定频率范围内是否小于所述交流阻抗； 如所述直流阻抗仿真结果小于所述直流目标阻抗，并且所述交流阻抗仿真结果在设定频率范围内小于所述交流阻抗，则判断所述供电网络模型符合设计要求。10.如权利要求8所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，所述步骤六中，当所述直流阻抗仿真结果大于或等于所述直流目标阻抗时，对所述电压调整模块与所述电源平面和所述电源地之间的电源走线进行调整。11.如权利要求10所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，对所述电压调整模块与所述电源平面和所述电源地之间的电源走线进行调整的方法包括: 将所述电压调整模块与所述电源平面和所述电源地之间的电源走线加粗，和/或 减小所述电压调整模块与所述电源平面和所述电源地之间的电源走线长度。12.如权利要求8所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，所述步骤六中，当所述交流阻抗仿真结果大于或等于所述交流阻抗时，调整所述高频陶瓷电容的电容值。13.如权利要求9所述印刷电路板供电网络的设计方法，其特征在于，所述设定频率范围为:0MHz-25MHz。
【专利摘要】本发明公开了一种印刷电路板供电网络的设计方法，获得电源容许的最大噪声电压和最大瞬态工作电流；根据获得的最大噪声电压和最大瞬态工作电流，获取直流目标阻抗和交流目标阻抗；根据获取的直流目标阻抗和交流目标阻抗，进行供电网络模型设计；对供电网络模型设计结果进行仿真，获取仿真结果；判断直流阻抗仿真结果和交流阻抗仿真结果是否符合设计要求，若是，则结束；若否，则根据获取的直流阻抗仿真结果和交流阻抗仿真结果对供电网络模型进行修改，并重复对供电网络模型设计结果进行仿真。根据低功耗大电流的电源对直流噪声和交流噪声的敏感性，分别对直流阻抗和交流阻抗进行仿真，并限定交流阻抗要实现的频率范围，具有工程应用性和可实现性。
【IPC分类】H05K3/00
【公开号】CN105451445
【申请号】CN201410438211
【发明人】罗雷雨
【申请人】展讯通信（上海）有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月29日