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DSP中电源噪声问题(4)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/2/22 9:19:06   

 关键词:  DSP系统 电容器 电源

以TI公司的OMAP5910 DSP为例,特别注意包含数字PLL和外部存储器接口的区域(图4中左边区域)。该器件有13个芯核电压引脚,峰值芯核电流耗电170mA(平均每个引脚13mA)。在该区域的3个芯核电压引脚包括数字PLL和外部存储器接口,耗电39mA。为了保证精度,在确定电容器大小时,增加100%容限(即78mA)是合适的。必须消除峰值I/O电流。应采用谨慎的方法,假定在此区域所有54个I/O线同时开关4 mA,这将导致216 mA通过此区域的8个I/O电压引脚。

随着芯核和I/O电压工作不同频率,必须用合适大小的电容器去耦电源。在此实例中,用下面的公式计算,计算的芯核电容为0.0078mF,对于216mA I/O 电流所需电容为0.22mF:C=I(dv/dt)

其中I为峰值电流,dv为最大所允许的纹波电压(假定10mV),dt为上升时间(假定1ns,OMAP5910典型值)。

所以,芯核电容C=78mA×(1ns/10mv)=0.0078mF

在OMAP5910 BGA 封装中,对于每个区域的4个电容器都有足够的空间,没有一个是用于每个芯核电源引脚的。因此,为了去耦芯核电压引脚,最好选择两个电容器,其总值为 0.0078mF(配置两个0.0047mF陶瓷电容器,以使从引脚到地有最短距离)。

必须考虑开关频率。芯核部分在150MHz开关转换,而8个I/O引脚在75MHz开关转换。可以用另外两个电容器位置来去耦I/O电压引脚(即用两个自谐波振频率75MHz以上的0.01mF陶瓷电容器提供0.022mF)。

体电容器值

在此实例中,DSP总芯核电压电流为338mA。用上面的公式计算电容为0.0338mF。做为体电容应该是10倍去耦电容值,大约为0.39mF。对于I/O电压,进行同样的处理,得到0.84mF电容,给出总电容1.23mF。对于体电容器,每个提供3.075mF(1.23mF除以4,然后乘以10),应该把它加到每个区域上。现在可得到的最小体电容值是做为表面贴装元件的4.7mF,此电容值在本例中工作良好。如果没有表面贴装电解电容,应选择钽体电容器。对于4个区域的每个区域去耦和体电容值可以用这种方法计算,并示于图4。

来源:21IC
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