圖9 封裝上電容的放置位置
圖10 電容數(shù)量對|S21|的影響
從測量結(jié)果可知,加4和8顆時,在0~200Mhz,能有效壓低|S21|,但在400Mhz附近產(chǎn)生新的共振點,而把之后的共振點往高頻移動。當加入12~52顆后,同樣壓低低頻|S21|,且把400Mhz附近的共振點大大消減,高頻共振點向高頻移動,且振幅大為縮減。
隨著電容數(shù)量增加,對噪聲的抑制更好,從4~8顆的300Mhz,提升到1.2Ghz(52顆),所以增加電容數(shù)量,有助于對提高電源的噪聲抑制能力。
去耦電容容值的影響
在Pkg和PCB的組合結(jié)構(gòu)上,放置不同容值的電容,模擬結(jié)果如圖11。
對加入100nF和100pF做比較,0~300Mhz間,100n大電容有較好的抑制效果;500~800Mhz,100p小電容有較好的效果;而加100n電容,會跟整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在400Mz產(chǎn)生共振;當使用100n+100p,200~600Mhz,比單純使用100n和100p差,而更低頻或更高頻也沒有單一容值好;當使用100n+1n+100p三種容值時,產(chǎn)生了更多共振點,在電子系統(tǒng)中要特別小心,如果電路產(chǎn)生的噪聲剛好在共振頻率點,則噪聲被放大,對信號產(chǎn)生影響或輻射。
所以對電容容值的選擇,應根據(jù)要抑制的頻段來決定,頻段決定后根據(jù)電容的共振點選擇電容,越低的電容ESL和ESR越好。
圖11 混合不同容值電容的模擬結(jié)果
板層厚度的影響
首先,固定PCB電源與地平面之間的距離為0.7mm,改變Pkg電源層厚度依次為1.6mm、0.8mm、0.4mm、0.15mm,結(jié)果如圖12所示;當Pkg電源層厚度越來越高,第一個零點向低頻移動;從前面結(jié)論知道,2Ghz前的噪聲來自PCB,從結(jié)果來看PCB耦合上來的噪聲也變大了,而2Ghz以后主要受封裝影響,可以看到|S21|也隨厚度而變大,所以Pkg電源平面的厚度對S參數(shù)影響是很大的。