#来聊天啦#你在设计过程中是怎么保证“电源完整性”的？？

okhxyyo

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过去我们更关注在“信号完整性”，但现在越来越多的人意识到“电源完整性”也一样重要！

 

那么，到底什么是电源完整性？

为什么它很重要呢？

关于保证电源的完整性上，我们又需要注意些什么呢？

 

关于上面这三个问题，小伙伴们一起来聊一聊，分享分享你在这方面的经验？？

 

 

Qorvo家的首席系统工程师/高级管理培训师 Masashi Nogawa写了《从射频信号完整性到电源完整性》系列文章，对此给大家做了很精彩的介绍，感兴趣的小伙伴可以点进去看看。

 

管管让AI小助手也来答了答：

 

电源完整性（Power Integrity，简称PI）是确认电源来源及目的端的电压及电流是否符合需求。以下是对电源完整性的详细解释：

一、电源完整性的重要性

电源完整性在现今的电子产品中相当重要，尤其是在高速电路设计中。高速信号对电源稳定性要求极高，电源噪声和波动可能导致时序偏移、抖动和通信错误。在高速布线中，电源完整性问题可能导致信号完整性问题，进而影响电路的整体性能。因此，确保电源完整性对于维护电路的稳定性和可靠性至关重要。

二、保证电源完整性的注意事项

为了保证电源的完整性，需要注意以下几个方面：

1. 抑制电源噪声：电源噪声是电源完整性问题的主要来源之一。因此，需要采取措施来抑制电源噪声，如使用低噪声的电源转换器、在电源路径中增加滤波器等。
2. 优化电源路径：合理的电源路径设计可以减少电源噪声和波动的影响。在设计时，应尽量减少电源路径的长度和阻抗，以降低电源噪声的传播和反射。
3. 合理设计电源电感和电容：电源电感和电容在电源完整性中起着重要作用。它们可以稳定电源电压，减少噪声和波动的影响。因此，在设计时需要合理选择电感和电容的数值和类型。
4. 关注芯片及封装层面的电源完整性：在芯片和封装层面，也需要关注电源完整性问题。例如，可以使用具有低噪声和低阻抗特性的封装技术，以减少电源噪声的传播和影响。
5. 考虑系统层面的电源完整性：在系统层面，需要综合考虑各个组件之间的电源完整性问题。例如，可以通过合理的电源分配网络（PDN）设计来确保整个系统的电源稳定性。

三、电源完整性测试

在进行电源完整性测试时，需要注意以下几个方面：

1. 滤掉AC-DC电源转换中的波纹：设计人员需要保持最佳的电源质量，确保包含的任何一种开关纹波都不会被漏到下游，同时保持高效率。
2. 考虑直流-直流电源转换：在这一阶段，设计人员要向最后级或负载点（POL）元件提供电源。其中最敏感的电源包括高速ADC模数转换器、FPGA内核和数字信号处理器（DSP）的电源。
3. 测量系统对结果的影响：了解正在使用的测量范围、测量方法和探头等，以及它们对测量的影响。例如，增加探头引线可能会降低测量系统的总带宽。
4. 信号完整性与电源完整性的相互影响：电源完整性和信号完整性会相互影响，因此了解相互之间如何影响，并进行测量是至关重要的。

综上所述，电源完整性是确保电子产品稳定性和可靠性的关键因素之一。为了保证电源的完整性，需要关注抑制电源噪声、优化电源路径、合理设计电源电感和电容等方面的问题，并在测试过程中注意相关影响因素。

 

另外，给小伙伴们送上了一波关于电源完整性的资料

电源完整性---于博士

信号完整性与电源完整性分析 (Eric Bogatin)

《信号完整性与电源完整性分析》

电源完整性设计指导

基于ansys的信号和电源完整性设计与分析

电源完整性与地弹噪声的高速PCB仿真

HyperLynx 9.0信号、电源完整性仿真分析等

芯片及系统的电源完整性建模与设计

高精度电源完整性测试

基于Cadence的电源完整性仿真步骤

 

UUC

这个行业没涉及过，不知道说些啥，不过可以扩展下话题范围。平时用直流开关电源挺多的，直流的电子产品多了，单独买可调稳压电源不经济。直接批量性买进直流开关电源。根据需求，12V,24V,36V的都买了，适合各种常规和非正常试验，非常方便。但站在用户端，最主要考虑到的还是其可靠性和耐久性。现在市面上山寨电源挺多的，搞不好就买到了“康帅傅”、“雷碧”

小李飞刀zr

电源噪声是电源完整性问题的主要来源之一。因此，需要采取措施来抑制电源噪声，如使用低噪声的电源转换器、在电源路径中增加滤波器等。

okhxyyo

UUC 发表于 2024-10-23 16:27 这个行业没涉及过，不知道说些啥，不过可以扩展下话题范围。平时用直流开关电源挺多的，直流的电子产品多了 ...

哈哈~~咱主打畅所欲言！

你都在哪些地方用上直流开关电源了呀~是不是整什么有意思的东西了？来给咱分享分享呀~也可以聊聊你在使用过程中的经验

SongXL

平时设计低速电路比较多，对信号完整性和电源完整性这块考虑比较少，主要还是靠器件自身特性来保证有时候就是换一个噪声更小的器件

okhxyyo

SongXL 发表于 2024-10-23 17:16 平时设计低速电路比较多，对信号完整性和电源完整性这块考虑比较少，主要还是靠器件自身特性来保证有时候就 ...

低速要求比较不高，相对从精力和调试时间成本上来看，有时候直接换确实能省不少事儿

beyond_笑谈

设计高速信号产品时，电源完整性(PI)和信号完整性(SI)是应该要跑一下仿真。不过大多的小公司估计也就是简单粗暴型：功能OK就行

木犯001号

分享的这波资料不错，我是来收资料的

他们逼我做卧底

小李飞刀zr 发表于 2024-10-23 16:49 电源噪声是电源完整性问题的主要来源之一。因此，需要采取措施来抑制电源噪声，如使用低噪声的电源转换器、 ...

用个光耦隔离开也可以

他们逼我做卧底

beyond_笑谈 发表于 2024-10-23 19:56 设计高速信号产品时，电源完整性(PI)和信号完整性(SI)是应该要跑一下仿真。不过大多的小公司估计也就是简单 ...

你一般用啥仿真软件? 

他们逼我做卧底

他们逼我做卧底 发表于 2024-11-5 11:06 你一般用啥仿真软件? 

@okhxyyo

 电源完整性和信号完整性仿真，用QSPICE能仿的吗？

beyond_笑谈

他们逼我做卧底 发表于 2024-11-5 11:06 你一般用啥仿真软件? 

主流还是用Hyperlynx做信号完整性和电源完整性仿真的 HyperLynx 9.0信号、电源完整性仿真分析等