【导读】在考虑配电网(PDN)阻抗与一起开关噪声(SSN)和电磁兼容性(EMC)的联系时，了解去耦合的影响至关重要。假如一个PCB的功率完整性或去耦合特性较差，例如高PDN阻抗， 就会发生SSN和EMC问题。本文将经过实践事例，来证明PCB的PDN阻抗、SSN和EMC之间的联系。
本文经过实践事例，来证明PCB的PDN阻抗、SSN和EMC之间的联系。
在考虑配电网(PDN)阻抗与一起开关噪声(SSN)和电磁兼容性(EMC)的联系时，了解去耦合的影响至关重要。假如一个PCB的功率完整性或去耦合特性较差，例如高PDN阻抗， 就会发生SSN和EMC问题。本文将经过实践事例，来证明PCB的PDN阻抗、SSN和EMC之间的联系。
剖析和成果
测验的原型为下面两个版别：一个由晶体振荡器供给外部50MHz参阅的FPGA；三个首要接口：350MHz时钟速率的DDR2 SDRAM、150MHz的ADC数据总线和100MHz 的以太网。一切这些元器件都由1.8V降压转换器供电。经过表1中列出的测验事例，能够了解去耦合(包含PCB叠层和电容器)对SSN和EMC的影响。
在测验事例1中，原型PCB包含四个信号层和一个接地层，有16个0.1μF去耦合电容器连接到PCB上FPGA的+1.8V电源引脚。在测验事例2中，原型PCB包含四个信号层和三个接地层，有25个0.1μF去耦合电容器连接到PCB 上FPGA的+1.8V电源引脚。
表1. 研讨PCB去耦合对SSN和EMC影响的测验事例。
由图1的PDN阻抗曲线能够看出( 运用Mentor Graphic Hyperlynx软件对布局后期的功率完整性进行剖析)，比较测验事例1，测验事例2的电力网有更好的去耦合条件，因而在宽带规模内有更低的阻抗。0.1μF的电容器在中低频段（ 400MHz）会发生影响。别的，接地层的平面电容在频率高于400MHz时会发生影响。与测验事例1比较， 测验事例2有更多的去耦合%&&&&&%器和接地层，因而具有更低的PDN阻抗。
图 1. PDN 阻抗图
然后，对两个测验事例中频率跨过30MHz至1000MHz时+1.8V(运用频谱剖析仪经过沟通耦合勘探)的功率频谱进行比较。参见图2b所示的测验事例2的频谱，所观察到的杂散首要是由晶体振荡器(50MHz基频)、DDR2 SDRAM (350MHz基频)、ADC数据总线(150MHz基频)和以太网(100MHz基频)的谐波形成的。在图2a所示的测验事例1中， 因为去耦合功用较差，频谱上呈现了杂散，其功率到达最高。
PDN阻抗和晶体振荡器瞬态电流之间的相互作用， 加上在特定频率上一起开关或切换的%&&&&&%输出缓冲器(即SSN)，一起发生了电网噪声。经过改进去耦合下降功率阻抗，SSN和频率杂散便能得到按捺。
经过在3米的电波暗室进行辐射发射(RE)测验能够比较 两种测验事例的原型之间的噪声功用。测验事例2显示出比测验事例1更好的RE或EMC功用，测验事例2中有更多的接地层，这不仅能改进去耦合或PDN阻抗，还为沿PCB 迹线传输的一切信号供给了恰当的回来途径，然后进一步下降了辐射发射。
图3a: 测验事例1的RE 图3b:测验事例2的RE
定论
实践测验证明了去耦合对SSN和EMC确实会发生影响。因而，PDN和PCB叠层有必要选用严厉的方法履行， 以保证原型具有超卓的质量、稳健性和功用。
