具有寄生提取功能的PDN阻抗分析（Q＆A）

盡管我們傾向于以不同的方式來考慮PDN阻抗和傳輸線的行為，但它們之間有著密切的聯(lián)系，甚至更合適的是使用類似的技術來提取用于電路模型的寄生效應。讓我們更詳細地研究這個數(shù)學上豐富的主題。

寄生提取方法

在繼續(xù)之前，我將說這是一個廣泛的話題。PDN的寄生提取方法大致可分為3個區(qū)域：

手動計算。顧名思義，這涉及直接手工計算寄生效應。不幸的是，這僅適用于最簡單的PDN幾何。

現(xiàn)場求解器。這涉及使用全波場求解器（理想情況下采用FDFD方法）來直接計算整個PDN的電容和電感。這比以前的方法更好。

回歸到電路模型。這是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的技術，其中一些測量值適合寬帶電路模型。這是對傳輸線進行建模以匹配實驗數(shù)據(jù)的最新技術，但是將其推廣到任何其他系統(tǒng)并不容易。將這些技術應用于PDN建模時，可以說相同。

在這三類中，第一類是最不希望的。第二種方法成本效益最低，而第三種方法到目前為止最為復雜。眾所周知，后兩種方法都能產(chǎn)生高度準確的結果，而第三種方法則為特定系統(tǒng)提供了非常準確的建模，因為它是一種回歸樣式的技術。讓我們更詳細地研究每種方法，以了解它們的優(yōu)缺點。

電路元件方法和模型

建議將平面像傳輸線一樣來計算電感，其中薄層電容用于電源/接地平面對的橫截面積和它們之間的距離。這種簡單的方法將為描述電路板中PDN的一部分電路模型所需的兩個寄生參數(shù)提供一個近似值。

這樣做的問題是，手動寄生計算僅適用于非常簡單的PDN幾何形狀。甚至基本的平面間電容計算也不會考慮邊緣場，因為該計算是從一對無限平面（其中邊緣場為零）推導出的。這種方法對于復雜的幾何形狀也很棘手。實際的PCB布局中根本沒有太多寄生因素要考慮。SPICE仿真有助于縮短計算時間，但仍需要開發(fā)一個精確的模型，該模型需要測量或現(xiàn)場求解器。

現(xiàn)場求解器

最準確的處理方法是使用場求解器進行PDN寄生提取或阻抗提取（基本上是在提取Z參數(shù)）。對于寄生信號提取，您可以使用結果來構建電路模型，以幫助解釋PDN阻抗譜中的諧振。這是返回電路模型的一種round回方法，但是它可以準確地解決您的PDN中的寄生現(xiàn)象。如果僅使用場求解器計算Z參數(shù)，則無需擔心會在PCB布局周圍提取特定的寄生參數(shù)。

回歸的遺傳算法

要進行回歸，需要將分布式元素模型或集總元素模型重新擬合到PDN阻抗，S參數(shù)，Z參數(shù)或其他任何參數(shù)的測量值。這些方法的復雜性和準確性各不相同，其準確性隨模型的復雜性和數(shù)值嚴格性而變化。

與傳輸線一起使用的一種精確方法是創(chuàng)建具有寄生電路元件的級聯(lián)網(wǎng)絡模型，該模型也可用于PDN。然后可以使用遺傳算法為級聯(lián)網(wǎng)絡的每個階段提取寄生電路元件值。使用S參數(shù)數(shù)據(jù)的傳輸線也采用相同的方法，但是在這里，您只是通過PDN阻抗測量來進行。

顯然，PDN阻抗建模和寄生提取是一個深層次的主題，不適合膽小者使用。如果您要創(chuàng)建需要精確電源完整性的先進技術，則需要與合適的設計公司合作，以幫助您創(chuàng)建下一個產(chǎn)品。