具有寄生提取功能的PDN阻抗分析（Q＆A）

尽管我们倾向于以不同的方式来考虑PDN阻抗和传输线的行为，但它们之间有着密切的联系，甚至更合适的是使用类似的技术来提取用于电路模型的寄生效应。让我们更详细地研究这个数学上丰富的主题。

 

寄生提取方法

在继续之前，我将说这是一个广泛的话题。PDN的寄生提取方法大致可分为3个区域：

手动计算。顾名思义，这涉及直接手工计算寄生效应。不幸的是，这仅适用于最简单的PDN几何。

现场求解器。这涉及使用全波场求解器（理想情况下采用FDFD方法）来直接计算整个PDN的电容和电感。这比以前的方法更好。

回归到电路模型。这是一种数据驱动的技术，其中一些测量值适合宽带电路模型。这是对传输线进行建模以匹配实验数据的最新技术，但是将其推广到任何其他系统并不容易。将这些技术应用于PDN建模时，可以说相同。

在这三类中，第一类是最不希望的。第二种方法成本效益最低，而第三种方法到目前为止最为复杂。众所周知，后两种方法都能产生高度准确的结果，而第三种方法则为特定系统提供了非常准确的建模，因为它是一种回归样式的技术。让我们更详细地研究每种方法，以了解它们的优缺点。

电路元件方法和模型

建议将平面像传输线一样来计算电感，其中薄层电容用于电源/接地平面对的横截面积和它们之间的距离。这种简单的方法将为描述电路板中PDN的一部分电路模型所需的两个寄生参数提供一个近似值。

这样做的问题是，手动寄生计算仅适用于非常简单的PDN几何形状。甚至基本的平面间电容计算也不会考虑边缘场，因为该计算是从一对无限平面（其中边缘场为零）推导出的。这种方法对于复杂的几何形状也很棘手。实际的PCB布局中根本没有太多寄生因素要考虑。SPICE仿真有助于缩短计算时间，但仍需要开发一个精确的模型，该模型需要测量或现场求解器。

 

现场求解器

最准确的处理方法是使用场求解器进行PDN寄生提取或阻抗提取（基本上是在提取Z参数）。对于寄生信号提取，您可以使用结果来构建电路模型，以帮助解释PDN阻抗谱中的谐振。这是返回电路模型的一种round回方法，但是它可以准确地解决您的PDN中的寄生现象。如果仅使用场求解器计算Z参数，则无需担心会在PCB布局周围提取特定的寄生参数。

 

回归的遗传算法

要进行回归，需要将分布式元素模型或集总元素模型重新拟合到PDN阻抗，S参数，Z参数或其他任何参数的测量值。这些方法的复杂性和准确性各不相同，其准确性随模型的复杂性和数值严格性而变化。

与传输线一起使用的一种精确方法是创建具有寄生电路元件的级联网络模型，该模型也可用于PDN。然后可以使用遗传算法为级联网络的每个阶段提取寄生电路元件值。使用S参数数据的传输线也采用相同的方法，但是在这里，您只是通过PDN阻抗测量来进行。

显然，PDN阻抗建模和寄生提取是一个深层次的主题，不适合胆小者使用。如果您要创建需要精确电源完整性的先进技术，则需要与合适的设计公司合作，以帮助您创建下一个产品。