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[参考译文] DP83822I:TI 推荐的电力输送网络很差-为什么推荐这种网络?

Guru**** 2583455 points
Other Parts Discussed in Thread: TLK105

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/727053/dp83822i-ti-recommended-power-delivery-network-is-poor---why-was-this-recommended

器件型号:DP83822I
主题中讨论的其他器件:TLK105

您好!

我正在从事 EtherCAT 设计开发、我继承了之前板载 TLK105 PHY 的另一位工程师。  我正在将其迁移到 DP83822、因为我从 e2e 上的其他文章中收集到、TLK105是 NRND、DP83822似乎也提供了一些值得改进的功能。

在浏览数据表 EVM 文档和布局指南时、我经常遇到该器件电源轨旁路电容器组合:

此特定代码段来自"TLK1XX 设计和布局指南"(SLVA531A)。  坦率地说:这个 PDN 还有很多需要改进的地方。  我认为、简单的电容组合以十倍频程的值间隔进行、这种组合在低阻抗 MLCC 上总是很糟糕的做法、因为这种组合会产生较大的抗谐振阻抗峰值。  此外、这种网络与 TI 在多个其他设计资源文档(例如 SWPA222A "电力输送网络分析"或 SCAA082A 的第2.4节"去耦电容器")中给出的特定设计建议相矛盾。  我意识到 TI 是一个庞大的组织、可能并非所有编写数据表和应用手册的工程师都知道整个公司提出的所有问题、但我经常看到这种糟糕的建议、并觉得有必要对此提出质疑。

以下是该建议网络的阻抗与频率间的关系图(黑色线迹和水平黑线显示了 DP83822的目标阻抗):

首先、需要注意的是:这是一个非常简单的仿真、我在几分钟内将其整合在一起以说明我的观点、它不会对任何电源平面分布电容的阻抗进行建模。  我还必须假设10uF 电容器的电感和 ESR、但根据经验、我认为我非常接近。  也就是说、可以做很多事情来改善这种网络。  作为一个快速示例、我还对将所有三个0402电容器转换为.1uF 部件(红色波形)或1uF 部件(绿色波形)进行了建模、从而避免了高频谐振。  可以说、3X .1uF 网络在几乎所有方面都更好、除非 TI 在图中所示的三个特定阻抗最小值下实现低 Z、但这对我来说似乎不太可能。  以电阻器或使用受控 ESR 陶瓷电容器的形式添加一些阻尼肯定会有所帮助。  有很多来自 Brooks、Archambault、Bogatin、OTT、Ritchey、 和其他 EMC/PCB 布局布线图。

TI 的任何人能否评论为何推荐此特定网络?  我意识到答案可能会类似于"它工作正常、价格低廉、并且通过了 EMI 测试"。  这对某些人来说可能还不错、但我要争取更高的性能标准。  当然、我们可以花大量的时间和精力来改进设计的这一单一方面、这种努力必须始终与性能产出保持平衡、但根据经验、我认为这一网络可以用最少的努力得到显著改善。

谢谢、

Josh

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    Josh、您好!

    这是一个很好的信息、可供大家查看去耦网络在设计时需要考虑的细微差别。

    您的问题"为什么使用此网络?"的答案 您的假设;它工作正常、价格低廉、并且通过了 EMI 测试。

    目前使用了一些 PDN 策略。 我们通常看到3X .1uF 网络、间隔十倍频网络以及一个根据外壳尺寸选择最大值电容器以降低寄生电感的网络。

    然而、在 EMI 的设计、特征评定、鉴定和测试(所有这些都是同时发生的)中、我们必须选择一个简单、稳健、可轻松用于多个 IC 并在各种 PCB 型号之间有效的网络。

    此时我只能谈论以太网 IC。 器件的复杂性导致特性描述的高度复杂、再加上客户特定应用的可变性、限制了我们在每个器件基础上进行特定优化的自由度。

    如果客户发现有改进的机会、我们建议客户使用优化的 PDN 对设计进行彻底验证、因为这可能会导致器件在特征数据之外运行。

    此致、
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    感谢 Rob 的评论、这很有意义、并证实了我对该网络的"原因"的怀疑。 我计划实施自己的网络、但希望先与大家核实、以确保我不会错过任何内容。