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芯片外部開關噪聲
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芯片外部開關噪聲  2012/3/1
驅動器1由高電平到低電平轉換時的電流路徑如圖1所示,驅動器1對Cp1,進行充電回路在圖1中用實線表示。同時對Cn1進行放電回路在圖中用虛線表示。充、放電產生的電流都是從封裝的地引腳流出,從信號線流回,沒有經過電源引腳;驅動器1由低電平到高電平轉換時,充、放電電流都是從信號線流出,從封裝的電源引腳流回,不經過地引腳。圖1驅動器1由高電平向低電平轉換的電流流向圖不考慮圖1所示中的系統(tǒng)電源電感Ls,僅僅由封裝電感造成的

驅動器1由高電平到低電平轉換時的電流路徑如圖1所示,驅動器1對Cp1,進行充電回路在圖1中用實線表示。同時對Cn1進行放電回路在圖中用虛線表示。充、放電產生的電流都是從封裝的地引腳流出,從信號線流回,沒有經過電源引腳;驅動器1由低電平到高電平轉換時,充、放電電流都是從信號線流出,從封裝的電源引腳流回,不經過地引腳。

圖1  驅動器1由高電平向低電平轉換的電流流向圖

不考慮圖1所示中的系統(tǒng)電源電感Ls,僅僅由封裝電感造成的電壓降為

由上式可知,這時芯片地和系統(tǒng)地并不是保持同樣的零電位,而是存在Vgb的電壓波動,稱這種情況為地彈(Ground bounce)。同樣,低電平到高電平轉換時,由于感應電壓的影響,芯片內電源電壓將低于系統(tǒng)電源電壓,稱這種情況為電源反彈(Powerbounce)。

可以采取幾個常用的措施減小地彈:如降低驅動器的邊沿速率,滿足時序要求的最慢邊沿速率將產生最小的噪聲;減小封裝回路電感,即減小自感或者增大互感;在芯片封裝內部使用去耦旁路電容,在這種情況下驅動器1從高電平到低電平轉換時的電流路徑(如圖2所示),附加了額外的充電回路,封裝的電源引腳和地引腳共同分擔充電電流回路,從而減小電壓波動。

圖2 芯片內部加入去耦旁路電容后,驅動器1從高電平到低電平轉換時的電流流向

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