Hallo, Ich lese aktuell einiges zur Signal & Powerintegrität und frage mich ob es möglich ist eine benachbarte Power & Ground Lage mit LTSpice zu simulieren. Der Hintergrund dabei ist, dass ich für ein Projekt meine Power/Ground Plane mit Kondensatorgruppen auf niedriger Impedanz halten möchte. Dafür möchte ich von Frequenzen von ca. 1kHz - >100MHz das Impedanzverhalten von Power/Ground Plane simulieren und darauf Kondensatorgruppen anpassen. In der Literatur finde ich auch einige Beispiele doch leider fehlt mir dazu der AHA Effekt wie ich auf ein Ersatzschaltbild komme. Macht es Sinn sowas als "LC lumped-circuit model" darzustellen? Und wie würde ich in diesem Fall auf die entsprechenden LC-Glieder kommen? Vielleicht hat sich damit ja schon jemand auseinander gesetzt. Dankeschön, sw1ft
sw1ft schrieb: > und frage mich ob > es möglich ist eine benachbarte Power & Ground Lage mit LTSpice zu > simulieren. Die wesentliche Frage hierbei ist: Hast Du wirklich eine Power-Plane (die man eventuell als Stripline simulieren könnte) oder wegen der vielen Durchkontaktierungen nur einen "Schweizer Käse" (-> speziell auf Dein Bohrungsmuster angepasstes FEM-Modell). In der Praxis kannst Du eventuell die Impedanz in der Massefläche entsprechend optimieren. Das was dich wahrscheinlich mehr interessiert ist jedoch die Impedanz am Verbraucher = IC. Der Weg dorthin führt in der Regel über lange Induktivitäten im Verhältnis zu dem was in der Power-Plane abläuft. (Vias, IC-Pins, Bond-Drähte usw.). Ich schätze das maximale was man da herausholen kann ist eine Optimierung bei einer speziellen Frequenz. Gruß Anja
Richtig, mir kommt es im großen und ganzen darauf an, was das IC für eine Impedanz in den Versorgungslagen "sieht". Da durch Stromspitzen, die der IC fordert durch die gegebene Impedanz ein Ripple entsteht und somit am VCC Pin die Spannung bei hoher Impedanz "viel" schwankt. Mir ist auch klar, das durch die gegebene Eigeninduktivität des ICs (Beinchen Bonddrähte) keine Optimierung der Planes Sinn macht bei Frequenzen >100MHz. Mein bestehendes Wissen beruht auf dem Buch Signal & Power Integrity von Eric Bogatin. Laut seiner Aufstellung kümmert sich bei niedrigen Frequenzen der Spannungsregler um die niedrige Impedanz. Als nächstes dann der Bulk Kondensator am Spannungsregler. Dann kommt die interessante Stelle zwischen Bulk und Package, also sprich grob Frequenzen zwischen ~10kHz und vielleicht max. 100MHz (je nach Eigeninduktivität des Packages bzw. Chip). Falls ich jetzt diese Stelle grob simulieren könnte wäre es mir möglich vom Wert angepasste Kondensatorgruppen per "Spice" einzubauen und mir das Impedanzverhalten anzuschauen. 3D-Fieldsolver ums genau zu lösen würde den Rahmen dafür sprengen, darum will ich es Näherungsweise per SPICE machen, falls möglich. Gruß sw1ft
Achso ja und ich möchte Näherungsweise einfach von 2 Planes ausgehen und den Schweizer Käse vernachlässigen. Danke :)
Naja für ein vereinfachtes Modell kannst Du ja wie folgt vorgehen: - Einen großen Elko für die tiefen Frequenzen irgendwo auf der LP - Einen kleinen Elko (ca 1-10 uF) in der Nähe der Last - ca 100nF Keramisch? (möglichst hohe dielektrische Verluste = Z5U) direkt bei der Last. -> zwischen 10uF (Eigenresonanz ca 300kHz) und 100nF (ca 10MHz) bildet sich irgendwo (ca 2 MHz) eine Parallelresonanz die umso geringer wird je höher die Verluste und je kleiner das Verhältnis der Kapazität ist. - Weitere Kondensatoren (keramisch) ca 10 nF (ca 30MHz) .. 100pF (ca 300MHz) für die höheren Frequenzen. Je höher die Frequenz umso kleinere Abstände im Kapazitätsverhältnis sind möglich um keine Parallelresonanzen zu züchten. Du wirst feststellen daß ab einem bestimmten Kapazitätswert zwar noch die Impedanz der Powerplane abnimmt die Last jedoch nichts mehr davon "sieht" weil die Zuleitungsimpedanz zu hoch ist. Außerdem speichern die kleinen Kondensatoren nur sehr wenig Energie -> du brauchst von den 100pF Kondensatoren eine sehr große Anzahl damit es überhaupt was bringt. Gruß Anja
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