数字电路的配电
发布时间:2014/4/17 20:41:52 访问次数:548
正如第4章所讨论的, HCF4013M013TR一个理想的直流配电系统的特性如下:
(1)给负载提供一个稳定的直流电压。
(2)不传播由负载产生的任何交流噪声。
(3)在源和地之间具有OQ的交流阻抗。
理想情况下,配电布局应该与接地系统相同并且平行。然而从实际考虑,这并不总是可能或必要的。因为电源噪声往往通过适当的电源去耦得以控制,电源网格或电源层分布系统虽然令人满意但不如正确的接地系统重要。如果需要折中,往往最好是利用可用的电路板空间以提供尽可能好的接地系统,并采用其他的方法控制电源噪声。
许多作者实际上已对从印制电路板(PCB)上去除电源平面的效果表示肯定(Leferink和van Etten,2004; Janssen,1999).
电源去耦
电源去耦是从电路的电源总线上消除某种电路功能的一种方法。它提供如下两种有益的效果:
(1)减小了一个集成电路(IC)对另一个集成电路的影响。(IC间的耦合)
(2)提供了电源和地之间的低阻抗,使IC工作在设计者期望的状态。(IC内的耦合)+当逻辑门转换时,配电系统中出现瞬态电流增量dI,如图11-1(a)所示。这个瞬态电流流经接地和电源迹线。流过电源和接地电惑的瞬态电流在VCc.和逻辑门的接地终端之间产生一噪声电压。另外,流过一个大环路的瞬态电流使其成为一个等效环形天线。
电源电压瞬态的幅值可通过减小电感L,和L。或(和)通过减小流过这些电感的电流的变化率( dl/dt)得以减小。如第10章所讨论的,通过使用电源和接地平面或网格,电感可以减小,但不能消除。通过从其他的源,例如位于逻辑门附近的一个电容或一组电容提供瞬态电流,可以减小环路面积和电感,如图ll-l(b)所示。逻辑门两端的噪声电压是电容Cd和它与门之间迹线(图ll-l(b)中用L,和L。表示)的函数。电容器的数量、型号、容量以及相对于
IC的位置对于决定它们的效果都是很重要的。
因此,去耦电容具有两个作用。首先,它们提供了一个邻近IC的电荷源以使当IC切换时,去耦电容可以通过一个低阻抗通路提供所需的瞬态电流。如果电容不能提供所需电流,总线电压的幅度将下降,IC可能不能正常地工作。去耦电容的第二个作用是在电源和接地线间提供一个低交流阻抗,这将有效地短路(或至少最小化)由IC回注入电源/接地系统的噪声。
正如第4章所讨论的, HCF4013M013TR一个理想的直流配电系统的特性如下:
(1)给负载提供一个稳定的直流电压。
(2)不传播由负载产生的任何交流噪声。
(3)在源和地之间具有OQ的交流阻抗。
理想情况下,配电布局应该与接地系统相同并且平行。然而从实际考虑,这并不总是可能或必要的。因为电源噪声往往通过适当的电源去耦得以控制,电源网格或电源层分布系统虽然令人满意但不如正确的接地系统重要。如果需要折中,往往最好是利用可用的电路板空间以提供尽可能好的接地系统,并采用其他的方法控制电源噪声。
许多作者实际上已对从印制电路板(PCB)上去除电源平面的效果表示肯定(Leferink和van Etten,2004; Janssen,1999).
电源去耦
电源去耦是从电路的电源总线上消除某种电路功能的一种方法。它提供如下两种有益的效果:
(1)减小了一个集成电路(IC)对另一个集成电路的影响。(IC间的耦合)
(2)提供了电源和地之间的低阻抗,使IC工作在设计者期望的状态。(IC内的耦合)+当逻辑门转换时,配电系统中出现瞬态电流增量dI,如图11-1(a)所示。这个瞬态电流流经接地和电源迹线。流过电源和接地电惑的瞬态电流在VCc.和逻辑门的接地终端之间产生一噪声电压。另外,流过一个大环路的瞬态电流使其成为一个等效环形天线。
电源电压瞬态的幅值可通过减小电感L,和L。或(和)通过减小流过这些电感的电流的变化率( dl/dt)得以减小。如第10章所讨论的,通过使用电源和接地平面或网格,电感可以减小,但不能消除。通过从其他的源,例如位于逻辑门附近的一个电容或一组电容提供瞬态电流,可以减小环路面积和电感,如图ll-l(b)所示。逻辑门两端的噪声电压是电容Cd和它与门之间迹线(图ll-l(b)中用L,和L。表示)的函数。电容器的数量、型号、容量以及相对于
IC的位置对于决定它们的效果都是很重要的。
因此,去耦电容具有两个作用。首先,它们提供了一个邻近IC的电荷源以使当IC切换时,去耦电容可以通过一个低阻抗通路提供所需的瞬态电流。如果电容不能提供所需电流,总线电压的幅度将下降,IC可能不能正常地工作。去耦电容的第二个作用是在电源和接地线间提供一个低交流阻抗,这将有效地短路(或至少最小化)由IC回注入电源/接地系统的噪声。
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