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鉭電容范文第1篇

開關(guān)式電源，微處理器和數(shù)字電路應(yīng)用的一個共同趨勢是降低高頻工作時的噪聲。為了做到這一點，元器件必須具備低ESR(電阻率)、高電容和高可靠性。

鉭電容器陽極的總體表面積，特別是其表面積與體積比，是確定其ESR值的關(guān)鍵參數(shù)之一，總表面積越大，ESR值越大。使用多陽極是大幅降低鉭電容器ESR值的其中一種方法，其做法是在一個電容體中使用多個相同的電極材料。傳統(tǒng)的做法

在高壽命和高可靠性應(yīng)用中，二氧化錳電板極常規(guī)鉭電容器仍然是一個普遍的選擇。二氧化錳技術(shù)能提供極好的場性能和環(huán)境穩(wěn)定性以及在很寬的電壓范圍如2.5～50V內(nèi)提供高電阻率和熱阻率，器件設(shè)計的運行溫度在125℃以上。然而，與聚合物鉭電容器相比，二氧化錳電極系統(tǒng)較高的ESR是一個缺點。

陽極選擇

單一陽極技術(shù)成為標(biāo)準(zhǔn)通用型選擇是由于其出色的性價比。多陽極設(shè)計可提供更低的ESR值，但其缺點是生產(chǎn)成本要高于單陽極解決方案。

使用標(biāo)準(zhǔn)的芯片集成工藝的槽式陽極設(shè)計是低ESR與低成本折中的一種結(jié)果。因此，槽式設(shè)計通常用于價格敏感同時要求低ESR的設(shè)計，而多陽極技術(shù)適合用于既要求低ESR更要求高可靠性的應(yīng)用中，如電信基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和軍事/航空航天等應(yīng)用。

除了上述差異，多陽極的概念有另兩處優(yōu)勢。

(1)多陽極設(shè)計具有更好的散熱性能，這意味著多陽極電容可以承載更高的持續(xù)電流；同理，多陽極電容對抗電流浪涌危害的能力也更強。

(2)相較于單一的陽極，多陽極電容的單位容積效率較低，這導(dǎo)致了一種假設(shè)，認為多陽極不能達到與單一陽極一樣的CV(定電壓因素)。事實上，薄的陽極實現(xiàn)起來更容易，并且更易被第二個二氧化錳電極系統(tǒng)穿透，使更高的CV得以利用，因此，多陽極電容器能達到同樣甚至更高的CV水平。

常見多陽極類型

當(dāng)今市場上常用的鉭多陽極通常采用縱向排列3～5個陽極于一個電容體內(nèi)的方法實現(xiàn)，如圖1所示。這實際是從制造的角度來看的，如果從ESR的角度，此解決辦法則不如橫向布局，橫向布局中更薄的平板陽極有望進一步減小ESR。

新的多陽極裝置多陽極設(shè)計的費用隨其陽極個數(shù)增長而成倍增長。目前大多數(shù)設(shè)計中使用的三陽極設(shè)計已接近成本與ESR的最佳優(yōu)化比。

縱向設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，一個陽極通過電極銀膠環(huán)氧樹脂連接到第二個，再到另一個電極引線框。同樣的做法被使用于標(biāo)準(zhǔn)的單陽極電容中，因此其制造技術(shù)與舊有的類似，無須為多陽極設(shè)計的新技術(shù)環(huán)節(jié)追加很多額外投資。

另一方面，橫向設(shè)計需要為陽極之間的連接產(chǎn)生新的解決方法，這直接導(dǎo)致了代價高昂的技術(shù)修改。因此，迄今為止這種設(shè)計并沒有被用于單一多陽極電容的批量生產(chǎn)。橫向的設(shè)計更經(jīng)常使用于一些特殊應(yīng)用中，方式是通過焊接或跳汰系統(tǒng)，將兩個或兩個以上完整的電容器疊加到陣列或模塊中。

橫向和縱向結(jié)構(gòu)兩者ESR性能之間的差異如圖2所示。這個例子是基于對D類電容器的理論計算，圖2表明，兩陽極橫向結(jié)構(gòu)與三陽極系統(tǒng)的縱向結(jié)構(gòu)的ESR值相似。然而，相對而言橫向結(jié)構(gòu)在ESR上性價比優(yōu)勢更顯著。

相比橫向結(jié)構(gòu)，縱向設(shè)計在縮減高度上受限制更大，目前的電容器高度一般在3.5～4.5mm。今天，這一因素更顯重要，甚至在有如電信基礎(chǔ)設(shè)施、軍事等應(yīng)用中，電子產(chǎn)品的小型化也正成為一個考驗，這在過去是不曾有的。

利用兩個陽極橫向“鏡像”結(jié)構(gòu)，研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新型的多陽極結(jié)構(gòu)。鏡像結(jié)構(gòu)使用改良的引線框形狀，引線框定位于兩陽極中間。這種結(jié)構(gòu)解決了電極橫向排列的連接問題，并使工藝改裝費用下降到了可接受的水平。

兩陽極鏡像設(shè)計的ESR性能稍遜色于三陽極縱向結(jié)構(gòu)的效果，但它制造起來更便宜。鏡像設(shè)計的主要好處在于，它使多陽極電容器的高度減小，最低下降到3.1mm。

利用鏡像設(shè)計的其他優(yōu)點是，其對稱的布局有助于減少自感(ESL)。對稱的結(jié)構(gòu)對電感回路作了部分補償，有利于將ESL降低至采用經(jīng)典引線框設(shè)計的方案之下。

一個D類單陽極設(shè)計的ESL值為2.4nH，典型值為2.1nH左右。鏡像設(shè)計的ESL值約lnH為常規(guī)設(shè)計的一半。這會將鏡像多陽極的共振頻率升至更高值，如圖3所示。

鏡像結(jié)構(gòu)如果使用更薄的陽極，電容將隨頻率下降至更低。鏡像設(shè)計的共振頻率改變，其原因是目前一般的DC/DC轉(zhuǎn)換器其開關(guān)頻率的工作范圍(250～500kH)會因降低ESL而顯著升高。

鉭電容范文第2篇

1、電容器，顧名思義，是“裝電的容器”，是一種容納電荷的器件，英文名稱capacitor，電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交、耦合、旁路、濾波、調(diào)諧回路、能量轉(zhuǎn)換、控制等方面；

2、任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體間都構(gòu)成一個電容器；

3、電容的主要物理特征是儲存電荷，由于電荷的儲存意味著能的儲存，因此也可說電容器是一個儲能元件，確切的說是儲存電能，兩個平行的金屬板即構(gòu)成一個電容器；

鉭電容范文第3篇

關(guān)鍵詞：電力電容器；無功補償；熔絲

中圖分類號：TM53文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

前言:變電站高壓電力電容器是無功補償?shù)闹饕O(shè)備，相對于其它高壓設(shè)備，其絕緣較為薄弱，在運行中容易發(fā)牛內(nèi)部故障，不僅影響電容器的可用率，而且增加維護工作量。變電站高壓電力電容器的運行可靠性與電容器的質(zhì)量有關(guān)，同時也與電容器的選型、運行狀態(tài)和裝置的設(shè)計方式密切相關(guān)。

1、電力電容器選用

當(dāng)前投入運行的自動補償設(shè)備可按裝置阻抗特性分為兩大類：固定阻抗型和可變阻抗型?？勺冏杩剐停喝鏢VC、STATCOM等技術(shù)先進、響應(yīng)速度快、補償精度高，但因投資較大，用戶特別是電力系統(tǒng)外的一般企業(yè)用戶較少采用。固定阻抗型：如分組電容器自動補償裝置隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展，裝置性能顯著提高，亦能夠較好地滿足系統(tǒng)電壓無功自動綜合控制的要求，并且簡單經(jīng)濟，得到了用戶的廣泛認可，是目前變電站10kV無功自動補償?shù)闹饕绞剑?20kV、110kV變電站推薦優(yōu)先選用10kV電容器分組電容器自動補償裝置。

220kV、110kV變電站無功補償設(shè)備優(yōu)先選用框架式電容器組，不用集合式電容器。集合式電容器雖然有著占地空間小、帶電部位外露極少、外殼不帶電等優(yōu)點，但集合式電容器有可能會因內(nèi)部電容單元擊穿而造成三相電容量不平衡，進而導(dǎo)致跳閘，且一旦出現(xiàn)故障，整臺停運，補償容量損失大，在現(xiàn)場不能更換大箱體內(nèi)的故障電容器，需返廠修理，引起的電容器組停運時間較長，對系統(tǒng)電壓影響較大。集合式電容器采用的絕緣油品種繁多，給運行維護帶來很大的不便，補充檢修或滲漏導(dǎo)致的缺油變得非常困難。運行經(jīng)驗表明，運行中的集合式電容器大油箱絕緣擊穿電壓的降低與目前油保護的方式有很大關(guān)系。集合式電容器普遍使用的是呼吸器，并且是高懸在油枕旁邊，運行維護不方便。因此，從滿足電網(wǎng)安全運行的角度看，變電站無功補償設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用框架式電容器組。

2、電容器等容分組和不等容分組

自動跟蹤補償把一定容量的電容器分成多組，自動跟蹤負荷的變化投切電容器組數(shù)來調(diào)整投入電容的容量，盡可能的使無功隨時平衡。很顯然分組的多少，投入電容器的容量變化梯度大小影響跟蹤效果。分組越多，容量變化梯度越小跟蹤效果越好，補償精度越高。電容器的分組有等容分組和比容分組兩種。

等容分組就是把一定容量的電容器Q平均分成多組，每組的容量就是電容器的調(diào)整容量變化梯度，大小為Q/n，組數(shù)就是調(diào)整的級數(shù)。以等容分組5組為例，變化梯度為Q/5，調(diào)整級數(shù)共5級，連續(xù)投入和連續(xù)切除如圖（1）所示：

圖（1）

不等容分組是把一定容量的電容器按一定的比例分組，然后各比值容量組合，組合出多級等梯度可調(diào)變化容量。不等容分組分為等比分組和差比分組兩種。以差比分組3組為例，分組時比例通常為1:2:4，變化梯度為Q/7，調(diào)整級數(shù)共7級，連續(xù)投入和連續(xù)切除如圖（2）所示：投切有間斷。

圖（2）

等容分組和不等容分組的比較：

2.1等容分組的分組數(shù)就是電容器投切的級數(shù)；比容分組的分組數(shù)通過組合可以組合出較多的級數(shù)。

2.2等容分組投切電容器是連續(xù)遞增或連續(xù)遞減，對電網(wǎng)沖擊?。槐热莘纸M投切電容器是不連續(xù)的有間斷，對電網(wǎng)沖擊大，容易造成電壓波動。

2.3 等容分組投切電容器可以循環(huán)投切（先投先切）開關(guān)和電容器均衡使用；比容分組投切電容器只能按組合規(guī)律投切，開關(guān)和電容器不能均衡使用。

2.4 兩種分組方式相比較，同樣條件下等容分組投切電容器次數(shù)少，比容分組投切電容器次數(shù)多開關(guān)動較頻繁。

綜上所述，比容分組雖然能用較少的分組獲得較多的投切級數(shù)，但開關(guān)和電容器的故障率遠高于等容分組的裝置，而且投切電容器時電壓波動大。因此，220kV、110kV變電站優(yōu)先選用電容器等容分組。

3、內(nèi)熔絲與外熔絲

內(nèi)熔絲是內(nèi)熔絲電容器的限流裝置。每一個電容器元件都串聯(lián)一個內(nèi)熔絲，當(dāng)任一元件發(fā)生故障引起短路時，與其串聯(lián)的熔絲動作，使此元件瞬間及時與線路脫離，電容器減少一只元件，其相應(yīng)的電容變化很小，只有1∼2%，可以忽略不計，并且其它電容器上的過電壓增量非常小，故不會對系統(tǒng)造成影響。同時也避免了經(jīng)常更換電容器之苦，降低運行和維護成本。由于電容器內(nèi)部有內(nèi)熔絲隔離層，故不會發(fā)生內(nèi)熔絲群爆現(xiàn)象。采用內(nèi)熔絲技術(shù)可使電容器單臺容量做得很大，從而使電容器組更加緊湊，占地面積減小。

內(nèi)熔絲電容器 外熔絲電容器

外熔絲是單臺電容器內(nèi)部元件短路故障（包括引線對外殼的短路故障）的保護器件。一只元件損壞短路整個并聯(lián)段。由公式I=UωC可知，當(dāng)電容量(C)增大時，電流(I)隨之增大，直到外熔絲斷開，一旦外熔絲斷開，電容量損失大。電容器組裝設(shè)外熔絲，從運行情況的統(tǒng)計，外熔絲非常容易被腐蝕，并且很容易誤動，質(zhì)量和性能存在不穩(wěn)定的問題；新安裝的熔斷器安裝角度和熔絲拉緊度不易控制，受施工質(zhì)量影響較大。而且當(dāng)電容器組每相（臂）的串聯(lián)段數(shù)等于或大于3時，外熔絲不能可靠保護內(nèi)部元件故障（包括極對殼故障）。

綜上所述，220kV、110kV變電站電容器優(yōu)先選用內(nèi)熔絲作為電容器的保護器件。

4、電容器額定電壓的選擇和運行電壓控制

在并聯(lián)電容器裝置設(shè)計中，正確地選擇電容器的額定電壓十分重要。并聯(lián)電容器額定電壓的安全裕度若取值過大，就會出現(xiàn)過大的容量虧損；額定電壓取值過小，則容易發(fā)生故障。為達到經(jīng)濟和安全運行的目的，選擇并聯(lián)電容器額定電壓應(yīng)考慮下列因素：

a)并聯(lián)電容接入電網(wǎng)處的實際運行電壓，盡可能使電容器的額定容量得到充分利用，不應(yīng)過載運行；

b)并聯(lián)電容器在運行中承受的長期工頻過電壓應(yīng)不大于電容器額定電壓的1.1倍，持續(xù)運行電壓不大于電容器額定電壓的1.05倍；

c)接入串聯(lián)電抗器后會引起并聯(lián)電容器運行電壓升高，但不造成對電容器絕緣的危害。接入串聯(lián)電抗器后，并聯(lián)電容器運行電壓按下式計算：

(1)

式中：為單臺電容器的運行電壓；為并聯(lián)電容器裝置的母線運行電壓； S為電容器組每相的串聯(lián)段數(shù)；K為電抗率。

根據(jù)220kV、110kV變電站的運行數(shù)據(jù)，10kV母線的運行電壓的平均值約為10.5kV，故并聯(lián)電容器裝置的母線運行電壓為10.5kV，本工程中電抗率選5%，電容器組每相的串聯(lián)段數(shù)為1，根據(jù)公式(1)，單臺電容器的運行電壓為6.38kV,具體計算如下：

5、結(jié)語

提高電力電容器運行可靠性需要選用品質(zhì)良好的電容器產(chǎn)品，同時還應(yīng)注意電容器的選型、設(shè)計、運行電壓控制等影響電力電容器安全運行的因素，采取有效的預(yù)防措施和方法，以保障電力系統(tǒng)設(shè)備安全、經(jīng)濟運行。

參 考 文 獻：

[1]於益軍，陸杏全．電容器調(diào)節(jié)配電系統(tǒng)電壓[J]．電力系統(tǒng)自動化，

2000．24(4)：64―66．

[2]房金蘭．全膜介質(zhì)高壓并聯(lián)電容器在我國的發(fā)展[J]．電力電容器，2000，(1)．

[3]林俊陸．電力電容器的維護與運行管理 廣東科技2008(22)．

鉭電容范文第4篇

GTX550Ti和GTX560Ti一樣，擁有Ti“鈦”的命名后續(xù)，可知GTX550Ti是繼GTX560Ti之后的又一重要產(chǎn)品。該產(chǎn)品的最大亮點在于低功耗以及高頻率，性能上高于前代猛將GTS250，核心規(guī)格同樣高于前者。GTX550Ti的默認頻率高達900MHz，晶體管頻率已近接近同代A卡的核心頻率，可見NVIDIA在晶體管設(shè)計上，做了不少優(yōu)化。相對于前代產(chǎn)品GTS250，G92默認頻率為772MHz，差距尤為明顯。

G92只有128個流處理器單元，而GTX550Ti的單元增加到192個，規(guī)格上有大幅提升。顯存頻率設(shè)定上，GTX550Ti默認設(shè)置為4100MHz，高于GTX460的3600MHz。市場定位上看，GF116是NVIDIA進入第二代DX11產(chǎn)品的第三款核心，前者分別是GF110和GF114緊跟其后的是GF116。GF116是取代前核心G92，并且接替第二代DX11產(chǎn)品GTS450。經(jīng)過優(yōu)化后的核心在漏電以及功耗控制上都表現(xiàn)出色，而且發(fā)熱量也降低了不少，因此在烤機時并不會出現(xiàn)溫度過高。

本次PK的兩塊非公版顯卡分別來自影馳和七彩虹的巔峰之作，它們是影馳的玩家榮耀HOF，以及iGame的“鯊魚”仿生學(xué)設(shè)計。兩者均為市面上同類產(chǎn)品的佼佼者， 因此筆者把它們拿出來進行比較。

PK前夕的寂靜

影馳名人堂（筆者譯玩家榮耀）Hall of Fame簡介

名人堂Hall of Fame是影馳最近推出的系列，該產(chǎn)品定位最頂級的玩家應(yīng)用，面向高端玩家以及極限超頻的用戶，因此在做工上不惜成本。本著一切皆為性能的理念，該系列的設(shè)計要求做到各項指標(biāo)達到極致。

影馳GTX550Ti HOF參數(shù)設(shè)定十分高，核心頻率默認達到1000MHz，已經(jīng)接近GF116芯片設(shè)計的極限。顯存設(shè)定也達到了4600MHz，比公版高出12%，為GPU核心提供更高的帶寬。

該顯卡的設(shè)計優(yōu)勢是追求全方位的突出，因此顯卡無論在做工、顯存、默認頻率、散熱、供電等都做到極致。PCB設(shè)計上，顯卡較為突出地使用了白色的設(shè)計，在板卡設(shè)計上是十分罕見的，也表明了顯卡在內(nèi)涵以及外觀上都十分突出。

用料以及電路設(shè)計是顯卡最突出的地方。影馳GTX550Ti HOF在供電設(shè)計上遠遠超越了其他同類產(chǎn)品。其中顯卡的供電設(shè)計尤為奢華，采用6+2相夸張設(shè)計，做工上甚至超越公版的頂級顯卡。每相的設(shè)計采用3枚超低阻值的MOS管，末端的濾波電容采用了大量的鉭電容以及陶瓷電容。電感器采用頂級公版卡才使用的R12配件。

iGame 鯊魚系列簡介

iGame鯊魚系列首次出現(xiàn)于七彩虹的iGame GTX460上，該設(shè)計采用了仿生鯊魚動力學(xué)來改造顯卡的整體散熱系統(tǒng)，讓其效能達到一個新的高度。同時造型也十分酷炫，吸引了大批追捧的玩家。鯊魚系列顯卡的兩大亮點，分別在于它的非對稱風(fēng)扇以及鯊魚呼吸構(gòu)造的散熱器。非對稱的設(shè)計，可以減少風(fēng)扇在運轉(zhuǎn)時切割空氣所產(chǎn)生的噪音，同時由于扇葉遵循流體力學(xué)設(shè)計，因此在降低噪音的同時可以增加15%的送風(fēng)量。

鉭電容范文第5篇

關(guān)鍵詞：電源完整性；高速電路；信號完整性；HyperLynx

中圖分類號：TN86 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-8412(2016)02-226-04

引言

電子元器件朝著微型化、高集成度、多功能化的方向發(fā)展，其瞬態(tài)切換功率越來越高，工作電壓越來越低，噪音裕量變小，相應(yīng)的PCB板整體電路設(shè)計密度更高，速度更快，對電源的要求更加苛刻。在設(shè)計復(fù)雜程度提高的同時，設(shè)計整體PCB整體電路時，勢必遇到越來越多影響電源穩(wěn)定性的各種干擾因素，且目前的信號完整性仿真都是建立在電源系統(tǒng)絕對穩(wěn)定基礎(chǔ)之上的。所以在互連設(shè)計時，進行電源完整性分析已成為必然。目前支持仿真的軟件有很多，本文主要利用Mentor公司的HyperLynx進行仿真設(shè)計。

1電源完整性分析

電源完整性分析的主要目標(biāo)就是能夠給芯片電路提供干凈的電源，消除電源噪聲對芯片輸出信號的影響。電源噪聲對芯片的影響，會引起輸出信號的邏輯錯誤或者產(chǎn)生時序問題。此外，電源地網(wǎng)絡(luò)和信號網(wǎng)絡(luò)不是獨立的，而是緊緊耦合在一起的。所以電源地的噪聲還會通過耦合影響信號線，或者輻射到外面，會產(chǎn)生EMI、EMC的問題等等[1]。一個電源供給系統(tǒng)（PDS）由電壓調(diào)整器VRM、BULK電容、高頻退耦電容、電源地平面四個對象構(gòu)成[2]。一個理想的電源系統(tǒng)其等效阻抗應(yīng)該為零，即在平面任何地方的電位應(yīng)該保持穩(wěn)定不變的，但是在實際運用中存在很大的噪聲干擾，甚至有可能影響系統(tǒng)的正常工作。因此電源完整性分析的核心就是設(shè)計整個電源供給網(wǎng)絡(luò)或者其中的一部分，在感興趣的頻率范圍內(nèi)降低整個網(wǎng)絡(luò)的阻抗，使得電源地網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的噪聲最小，而電源地網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一個主要參數(shù)就是目標(biāo)阻抗，它的定義為：其中Power_Supply_Voltage為電源網(wǎng)絡(luò)的供電電壓，Allowed_Ripple為該網(wǎng)絡(luò)允許的最大紋波，Current為通過的電流值。當(dāng)前解決電源完整性首先要合理設(shè)計PCB疊層，在電源層和地層大面積鋪銅，提供低阻抗的路徑。對于由于芯片本身內(nèi)部引起的電源問題最有效的途徑就是合理的布置去耦電容[3]。因此解決電源完整性問題的關(guān)鍵應(yīng)該是選擇合適的電容、在合理的位置擺放這些電容，使PDS阻抗在系統(tǒng)的工作頻率范圍內(nèi)小于目標(biāo)阻抗。

2仿真分析流程

2.1系統(tǒng)簡介

以目前設(shè)計的一高速采集系統(tǒng)為例來詳細闡述仿真分析的流程。該系統(tǒng)采用高速ADC、高端FPGA以及高速光纖模塊為硬件平臺來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集傳輸。系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。

2.2電源完整性仿真

運用HyperLynx內(nèi)嵌的功能模塊PI來進行電源完整性仿真[4]。PI模塊仿真方式分為集總參數(shù)仿真和分布參數(shù)仿真。集總參數(shù)仿真即把整個電源平面看成一個集成點，而分布參數(shù)仿真采用頻點掃描，可選擇要仿真的管腳，看管腳之間的交互影響。一般我們在進行電源Net仿真時，選擇集總參數(shù)對整個網(wǎng)絡(luò)進行阻抗分析更加有效。集總參數(shù)仿真也可導(dǎo)出到預(yù)分析環(huán)境中進行增減電容，替換電容，改變安裝方式，改變疊層等What-If分析方法來進行該供電網(wǎng)絡(luò)的PCB優(yōu)化設(shè)計。首先設(shè)置板級的分析數(shù)據(jù)庫，將PCB板圖設(shè)計數(shù)據(jù)直接讀入，確定板材材料，明確PCB疊層關(guān)系，設(shè)置各電源網(wǎng)絡(luò)的直流電壓，導(dǎo)入去耦電容模型或設(shè)置去耦電容參數(shù)包括ESR和ESL。根據(jù)設(shè)計要求確定電源平面的噪聲容限，一般按照電源網(wǎng)絡(luò)的5%來定義，最大動態(tài)電流一般按照芯片工作最大電流的50%來計算要仿真的電源網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)阻抗。先對FPGA中關(guān)鍵的內(nèi)核電壓進行仿真。通常用鉭電容來進行板級低頻段去耦，可以用幾個或多個電容并聯(lián)以減小等效串聯(lián)電感。在高頻段，把去耦的頻率范圍分成3到4個頻段。在本系統(tǒng)中FPGA實際工作頻率為300MHz，在低頻段選擇多個470uf的鉭電容并聯(lián)，然后高頻段要考慮利用多個陶瓷小電容并聯(lián)簡單有效的減小阻抗，同時容值間隔不能太大，要有效控制反諧振點阻抗的幅度。通過計算，我們可以選擇2.2uf和0.1uf的電容組合為該電源網(wǎng)絡(luò)高頻段進行去耦設(shè)計。圖2為FPGA內(nèi)核電壓網(wǎng)絡(luò)頻率—目標(biāo)阻抗曲線圖，從圖中可以在為300MHz時，最大的阻抗為0.071124，即紋波電壓最大為71mv。在實際設(shè)計時允許阻抗在目標(biāo)阻抗線上一點，因為仿真的時候沒有考慮芯片本身內(nèi)部的濾波設(shè)計。因此可以看出電容設(shè)計基本上是可以滿足阻抗設(shè)計要求的。同時還可對電源平面可進行壓降和電流密度的仿真，防止器件出現(xiàn)失效過大的電壓降，導(dǎo)致器件邏輯出錯；或因過高的電流密度導(dǎo)致PCB損壞。從圖3可以看出，該電源網(wǎng)絡(luò)最大壓降為0.4mv，表層最高電流密度為14.7A/mm2，是能夠滿足設(shè)計要求的。

2.3信號完整性仿真

根據(jù)上一章節(jié)對電源完整性仿真的結(jié)果，同時可以對主要網(wǎng)絡(luò)的信號完整性進行仿真，從而更直接的驗證電源完整性設(shè)計的合理性。對于本系統(tǒng)電路來說，由于要實現(xiàn)帶寬400MHz的中頻采樣，后期傳輸速率很大，因此要著重關(guān)注光纖數(shù)據(jù)的傳輸。選取其中一對光纖輸出差分線，導(dǎo)入到前仿真中，然后提取過孔的S參數(shù)模型，如圖4所示。圖5為傳輸速度為8Gbps的數(shù)據(jù)傳輸眼圖仿真結(jié)果，眼圖過渡良好，眼部充分張開，說明接收器側(cè)的FPGA可以輕松地解讀數(shù)據(jù)，能夠很好的實現(xiàn)8Gbps的數(shù)據(jù)傳輸。

3實際測試結(jié)果

在本系統(tǒng)實際測試中，運用光纜實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)自回環(huán)，通過計算機端的FPGA邏輯分析軟件Vivado來觀察光模塊的工作狀態(tài)。測試結(jié)果如圖6所示，可以看出光模塊可以很好的實現(xiàn)8Gsps的數(shù)據(jù)傳輸，無誤碼出現(xiàn)。

4結(jié)束語

本文簡要的介紹了利用電路仿真工具進行電源完整性以及信號完整性仿真的方法和流程，并結(jié)合項目中的電路設(shè)計進行仿真，并對結(jié)果進行了驗證。實踐證明：通過軟件對電路PCB板進行電源完整性以及關(guān)鍵信號線進行仿真，可以有效的縮短設(shè)計的周期，降低設(shè)計的難度，提高設(shè)計的可靠性。

參考文獻

高性能PCB的SI/PI和EMI/EMC仿真設(shè)計Ansoft培訓(xùn)手冊.

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張海風(fēng)等編著.HyperLynx仿真與PCB設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005.堵軍,高輝,