上海海悅電子科技有限公司成立于2006年，公司自成立至今一直專注于安規(guī)與電磁兼容試驗設備的研發(fā)、生產和銷售，公司的主要人員具有近20年的從業(yè)經歷，有著豐富的實踐經驗，已經成功給多家大型認證實驗室提供過測試設備的規(guī)劃以及相應試驗設備供應，公司自行生產數百種各類安規(guī)設備、試驗儀器，并承接非標定制試驗設備。

公司一直以嚴謹的態(tài)度，秉承“以誠信為基石，提供專業(yè)的技術服務，完善的解決方案，高品質的試驗設備”的理念，不斷的完善售后服務，提高產品品質，努力成為同行業(yè)的 者.

公司同時代理銷售國內外多家的安規(guī)設備廠商產品，包括：美國COMPWEST、意大利ATS、美國ED&D、臺灣鯨揚、日本SOKEN、日本KIKUSUI、日本YOGOGAWA、臺灣艾普斯、日本SOKEN、日本ESPEC等等。

公司在電磁兼容領域提供完整的EMI與EMS設備，代理供應包括歐洲EM-TEST、意大利AFJ、德國FRANKONIA、瑞士EMC－PARTNER、日本MORITA等眾多廠家產品，同時公司也是北京科環(huán)在華東區(qū)銷售網點。

在考慮配電網(PDN)阻抗與同時開關噪聲(SSN)和電磁兼容性(EMC)的關系時，了解去耦合的影響至關重要。如果一個PCB的功率完整性或去耦合特性較差，例如高PDN阻抗， 就會產生SSN和EMC問題。本文將通過實際案例，來證實PCB的PDN阻抗、SSN和EMC之間的關系。

分析和結果

測試的原型為下面兩個版本：一個由晶體振蕩器提供外部50MHz參考的FPGA；三個主要接口：350MHz時鐘速率的DDR2 SDRAM、150MHz的ADC數據總線和100MHz 的以太網。所有這些元器件都由1.8V降壓轉換器供電。通過表1中列出的測試案例，可以了解去耦合(包括PCB疊層和電容器)對SSN和EMC的影響。

在測試案例1中，原型PCB包括四個信號層和一個接地層，有16個0.1μF去耦合電容器連接到PCB上FPGA的+1.8V電源引腳。在測試案例2中，原型PCB包括四個信號層和三個接地層，有25個0.1μF去耦合電容器連接到PCB 上FPGA的+1.8V電源引腳。

表1. 研究PCB去耦合對SSN和EMC影響的測試案例。

由圖1的PDN阻抗曲線可以看出( 使用Mentor Graphic Hyperlynx軟件對布局后期的功率完整性進行分析)，相比測試案例1，測試案例2的電力網有的去耦合條件，因而在寬帶范圍內有更低的阻抗。0.1μF的電容器在中低頻段（< 400MHz）會產生影響。另外，接地層的平面電容在頻率高于400MHz時會產生影響。與測試案例1相比， 測試案例2有更多的去耦合電容器和接地層，因而具有更低的PDN阻抗。

圖 1. PDN 阻抗圖

然后，對兩個測試案例中頻率跨越30MHz至1000MHz時+1.8V(使用頻譜分析儀通過交流耦合探測)的功率頻譜進行比較。參見圖2b所示的測試案例2的頻譜，所觀察到的雜散主要是由晶體振蕩器(50MHz基頻)、DDR2 SDRAM (350MHz基頻)、ADC數據總線(150MHz基頻)和以太網(100MHz基頻)的諧波造成的。在圖2a所示的測試案例1中， 由于去耦合性能較差，頻譜上出現了雜散，其功率達到zui高。

PDN阻抗和晶體振蕩器瞬態(tài)電流之間的相互作用， 加上在特定頻率上同時開關或切換的IC輸出緩沖器(即SSN)，共同產生了電網噪聲。通過改善去耦合降低功率阻抗，SSN和頻率雜散便能得到抑制。

通過在3米的電波暗室進行輻射發(fā)射(RE)測試可以比較 兩種測試案例的原型之間的噪聲性能。測試案例2顯示出比測試案例1的RE或EMC性能，測試案例2中有更多的接地層，這不僅能改善去耦合或PDN阻抗，還為沿PCB 跡線傳輸的所有信號提供了恰當的返回路徑，從而進一步降低了輻射發(fā)射。

圖3a: 測試案例1的RE 圖3b:測試案例2的RE

結論

實際測試證實了去耦合對SSN和EMC的確會產生影響。因此，PDN和PCB疊層必須采用嚴格的方式執(zhí)行， 以確保原型具有出色的質量、穩(wěn)健性和功能。