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Investigation of Noise Coupling from Switching Power Supply to Signal Nets Songping Wu #1 , Keong Kam #2 , David Pommerenke #3 , BillCornelius *4 , Hao Shi *5 , Matthew Herndon *6 , and Jun Fan #7 # ElectromagneticCompatibility Laboratory, Department of Electrical and Computer, Missouri University of Science and Technology (formerlyUniversity of Missouri-Rolla), Rolla, MO 65409, USA 1 swhv7@mst.edu 2 kwkx8d@mail.mst.edu 3 davidp@mst.edu 7 jfan@mst.edu * Apple Inc., 5Infinite loop, Cupertino, CA, USA 4 corneliu@apple.com5 hshi@apple.com 6 mherndon@apple.com
Apple和MST的作业。
本文主要研究开关电源转换器噪声对信号的干扰，开关电源转换器选择常见的降压型DC/DC 转换器，特别关注噪声最突出的PHASE 网络， 受害信号以DDR3数据信号为例， 恶劣情况下信号上能观察到200mV的噪声。论文首先研究对开关电源建模，然后通过3D EM 工具提取PCB 耦合路径模型进行仿真分析。
开关电源转换器噪声源分为开关切换噪声和振荡噪声，开关切换过程可以通过SPICE模拟，而输出的振荡过程，则可以用一个RLC串联谐振电路来模拟。L 包含环路上所有的寄生电感，包含输入电容的ESL， C 包含输入寄生电容和关闭的MOS 管的 寄生电容（可能从200pF 到3nF）。以典型某开关频率330KHz 的电源转换器为例，观察PHASE 网络，仿真振荡频率为120MHz，振荡幅度可到5V。 噪声耦合路径，本文 选择HFSS，仿真得到耦合路径的S参数模型。 本文的例子是一段和侵害网络水平垂直的带状线，侵害网络（PHASE 网络？）从顶层换到BOTTOM层（不是一个过孔，类似一个盲孔+埋孔+盲孔的形式），从仿真结果看耦合路径主要为容性（S41 随频率增加上升），可以进一步用等效电路来模拟，避免使用复杂的电磁场仿真。 改变距离等参数，观察串扰结果，得出以下结论： 1.
距离最关键，信号远离开关电源是不二法则。 2.
如果不得不靠近开关电源，信号要尽量贴近其GND 参考平面。 信号与PHASE网络垂直。
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发表于 2015-1-28 18:21:54
