PCB设计-电源完整性

一、何谓电源完整性设计

电源完整性设计研究的是电源分配网络PND（既从电源的源头-稳压芯片-平面-芯片引脚到芯片内部这么一个网络）。

二、电源完整性的目标

电源完整性设计就是要把噪声控制在允许范围内，保持芯片焊盘上的电压稳定。

如何做到这点呢？这就要求我们知其所以然了——噪声从哪来？通过控制哪些量能控制噪声呢？电源的波动，其实是由芯片内部造成的。芯片内部状态转换过程，电流必定会产生变化，而这个变换就导致了纹波的产生。这电流的变化是不可避免的！那么根据欧姆定律我们要让波动保持在一定范围内，就只有让阻抗尽量低！

三、电源完整性的实现方法

1、电源模块

电源模块一般靠近电路板边、电源入口摆放。也不要教条地就认死这一规则。如果某电源模块，只是给单独一芯片而不是整板供电，自然就放在芯片附近即可。

2、电源芯片

大电容谐振频率低，滤波半径较大，可放在芯片周围；小电容谐振频率高，滤波半径较小，必须靠近芯片引脚摆放。为了降低电容的等效电感，可以采用多个相同容值电容并联的方式进行滤波。并且摆放是要正反交错，以让电感相互抵消。

3、内层平面

尽量使电源层有紧耦合的参考地平面。这其实本身就相当是一个电容，比外接的电容要强大的多。叠层时一般都是对称的，并保证至少有一个电源与地紧挨着。个压差较大的电源平面不允许在一起。

4、多种电源的分割

分割后的电源平面要尽量规则。这不是为了美观，而是为了避免出现瓶颈。要将没有联系的平面之间形成交叠，空间上也不允许重叠。即分割后的相同平面（如模拟或者数字）无论在哪一层的投影都应该是形状相同，位置相同的。1Oz铜厚时1mm的线宽能通过的电流分别为：表层1A，内层0.5A。VIA则按孔的周长来等效走线宽。如0.25mm的孔，周长为0.25*3.14=0.785mm,可通过的电流为0.785A.