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DDR3系列之容性負(fù)載補(bǔ)償

微云疏影 ? 來源:一博科技 ? 作者:周偉 ? 2022-04-07 15:59 ? 次閱讀

容性負(fù)載?是負(fù)載呈容性,還是帶容性的負(fù)載?呵呵,這不一個(gè)意思嘛,中國的語言,難怪老外覺得很難搞懂,自己人都被繞暈了。負(fù)載怎么會(huì)呈容性呢?這個(gè)主要是在多負(fù)載的情況下,如下圖一所示,由于分支和負(fù)載較多,不可避免的會(huì)增加過孔來連通信號(hào),普通過孔是呈容性的,其次還有芯片封裝上的寄生電容(約0.33~0.44pF),另外還有Die上的寄生電容(約0.77~2.12pF),所有的這些電容會(huì)降低信號(hào)線的有效特征阻抗(請看高速先生前期的文章:PCB設(shè)計(jì)中關(guān)于反射的那些事系列)。

poYBAGJOmfKAV1bpAAA-4ZOjAxs309.jpg

圖一

過孔為什么會(huì)呈現(xiàn)容性?這和其本身的結(jié)構(gòu)及尺寸有關(guān),請看下面的近似計(jì)算。

以8mil孔徑,18mil pad,27mil反焊盤,1.6mm通孔為例計(jì)算過孔的參數(shù)

? 過孔寄生電容 :

pYYBAGJOmfKAMhbJAAAgMFK0q84526.jpg

? 過孔寄生電感 :

poYBAGJOmfKAHNYQAAAaU1dnShk562.jpg

? 那么過孔的近似特征阻抗為:

pYYBAGJOmfKABVCfAAAbaBQ89Ps722.jpg

此公式是將過孔等效為傳輸線的模型來計(jì)算的,如果常規(guī)我們單端信號(hào)是50歐姆的特征阻抗,過孔的阻抗如上計(jì)算約為45歐姆,拉低了整體的特征阻抗,所以說呈現(xiàn)容性效應(yīng)。

同樣,如果再考慮封裝電容及Die電容的容性,那么整個(gè)負(fù)載的有效阻抗就會(huì)更低于PCB的設(shè)計(jì)阻抗,這樣就會(huì)導(dǎo)致整體的阻抗不連續(xù)。

通常我們有兩種方法來進(jìn)行容性負(fù)載的補(bǔ)償(相對于單端50歐姆的目標(biāo)阻抗來說),其一是減小主干線路(變粗)的阻抗,其二是加大分支處(變細(xì))的線路阻抗,使得整體的負(fù)載阻抗維持在50歐姆左右。

好了,口說無憑,讓我們來聯(lián)系下實(shí)際吧。

還是拿芯片行業(yè)的龍頭老大來舉例,如果大家經(jīng)常看Intel的設(shè)計(jì)指導(dǎo),就會(huì)看到他們關(guān)于DDR3的主干線路阻抗(40歐姆左右)控制都比50歐姆小,而且通常這樣的設(shè)計(jì)負(fù)載又很多(DIMM條就更不用說了),這個(gè)不正是降低主干線路阻抗的一種印證嘛!請看如下表所示。

poYBAGJOmfKARRJLAAA5SxFheSs222.jpg

出自Intel Romley PDG

第二種處理方式就是內(nèi)存條的設(shè)計(jì)了,如下圖二為內(nèi)存條的設(shè)計(jì)圖。

pYYBAGJOmfKAexu8AACjuVbrs9g302.jpg

圖二 內(nèi)存條設(shè)計(jì)

從上圖可以看到,地址信號(hào)的主干線路線寬為7.5mil,而到了顆粒端就變成了3mil,除了布線密度上面的考慮外,主要還是為了補(bǔ)償容性負(fù)載。

同時(shí),高速先生也做了仿真來驗(yàn)證容性負(fù)載補(bǔ)償是否真的有效,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖三所示。

poYBAGJOmfKAcwY7AAA8qdbAUtY467.jpg

圖三 仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在正常控制PCB板上阻抗為50歐姆的情況下(不做容性負(fù)載補(bǔ)償),仿真波形如下圖所示。

pYYBAGJOmfOALZ4ZAADVg0Zu18Y742.jpg

將主干線路的阻抗控制為42歐姆(有容性負(fù)載補(bǔ)償),仿真波形如下圖所示。

poYBAGJOmfOAVorWAACxsXbeZ2Q839.jpg

為了方便比較所以采用眼圖的方法,可知做了補(bǔ)償?shù)难蹐D有更大的眼高,兩者相差180mV左右,相當(dāng)于提升了12%的系統(tǒng)裕量。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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