同步開關(guān)噪聲的分析和仿真

袁婷

摘 要：隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，系統(tǒng)的高集成度、大規(guī)模和低功耗等特點，使得高速電路板設(shè)計的電源完整性變得尤為重要。印制電路板中同步開關(guān)噪聲是影響高速電路發(fā)展的主要原因。本文針對同步開關(guān)噪聲進行了分析，并分析了產(chǎn)生同步開關(guān)噪聲的主要原因以及解決同步開關(guān)噪聲的主要方法。最后利用SPEED2000仿真工具對不同同步開關(guān)驅(qū)動數(shù)目對電源完整性的影響做了仿真，得出開關(guān)驅(qū)動開關(guān)越多，同步開關(guān)噪聲越大。

關(guān)鍵詞：同步開關(guān)噪聲（SSN）；旁路電容；SPEED2000仿真

當(dāng)器件處于開關(guān)狀態(tài)時產(chǎn)生瞬間變化的電流，在經(jīng)過回流路徑上存在電感，并產(chǎn)生交流電壓降進而造成噪聲稱為同步開關(guān)噪聲。產(chǎn)生同步開關(guān)噪聲的原因主要有2個方面：（1）器件從電源引出電流產(chǎn)生的耦合噪聲；（2）信號返回路徑不連續(xù)產(chǎn)生的噪聲或者說是在不同層間傳輸。

同步開關(guān)噪聲隨著器件的同步開關(guān)輸出而產(chǎn)生，瞬間電流會隨著開關(guān)速度的正向加快，SSN會隨著回路上電感的增加而變得更加嚴重，如式（1）。

圖4 16個同步開關(guān)驅(qū)動的仿真3D模型圖

從上圖可得出，16個同步開關(guān)驅(qū)動的電壓輸出波形波動最大，同步開關(guān)噪聲最大；3個同步開關(guān)驅(qū)動次之；1個同步開關(guān)驅(qū)動的電壓輸出波形波動最小，同步開關(guān)噪聲最小。

本文對如何降低同步開關(guān)噪聲做了較為細致的討論，分析了同步開關(guān)噪聲產(chǎn)生的原因，提出了相應(yīng)的解決措施，并用利用SPEED2000仿真工具對不同同步開關(guān)驅(qū)動數(shù)目對電源完整性的影響做了仿真模擬。希望能為同步開關(guān)噪聲研究領(lǐng)域科研人員提供參考。

參考文獻

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（作者單位：廣東科技學(xué)院）