带电容电源地平面建模及电容去耦半径仿真方法

摘要

本发明公开的带电容电源地平面建模及电容去耦半径仿真方法，首先记录输入/输出端口和去耦电容端口的坐标；根据谐振腔公式或基于双频点近似算法谐振腔公式计算端口系数、每个谐振模式的频域响应；用端口系数、每个谐振模式的频域响应、模式数量、电容频域响应，电容数量求解每个电容分割方案；将分割后的电容转化到电源地平面谐振腔模型中得到带电容电源地平面谐振腔公式；用该谐振腔公式计算电源地平面实际频域阻抗分布，在阻抗分布基础上提取电容的去耦半径。本发明解决了谐振腔算法不能对带电容电源地平面建模的问题，为建模带负载电源地平面提供了一种快速，简便的方法，去耦半径为电源完整性设计中去耦电容的选择和放置提供可靠指导。

主权项

一种带电容电源地平面建模及电容去耦半径仿真方法，其特征在于，包括有以下步骤：(1)将输入/输出端口在电源地平面上的位置用端口P₀标记，去耦电容在电源地平面上的位置用端口P₁，P₂，…，P_α标记，其中，α为电源地平面上端接的去耦电容的个数，分别记录去耦电容和输入/输出端口所在位置的坐标；(2)将去耦电容的坐标k＝1,2,…,α、输入/输出端口的坐标电源地平面的长度a、宽度b和电源平面与地平面两平面间的间隔d代入谐振腔公式中，计算电源地平面每个谐振模式的频域响应和各端口的端口系数，所述谐振腔公式或为电源地平面谐振腔公式或为基于双频点近似算法的电源地平面谐振腔公式；(3)利用端口系数、电源地平面每个谐振模式的频域响应、电源地平面谐振腔公式所用的模式的总数β、去耦电容的频域响应和去耦电容的数量α逐一计算获得对去耦电容频域响应每一分割部分的值，再由去耦电容频域响应每一分割部分的值计算得到去耦电容每一分割部分的值，该分割部分的值是随频率变化的；(4)将去耦电容每一分割部分的值转化到谐振腔公式中，得到带电容电源地平面的闭合谐振腔表达式，在带电容的电源地平面上，任意两个端口P_i和P_j间的阻抗的表达式如下所示：$Z_{P_i{P}_j}\left(\omega \right)=\underset{n=0}{\overset{\infty }{\Sigma }}\underset{m=0}{\overset{\infty }{\Sigma }}\frac{N_{{\mathrm{mnP}}_i}{M}_{{\mathrm{mnP}}_j}}{1/{\mathrm{j\omega L}}_{mn}+{\mathrm{j\omega C}}_{mn}+G_{mn}+\underset{k=1}{\overset{\alpha }{\Sigma }}{\mathrm{j\omega C}}_{kmn}}$式中，为端口P_i的端口系数，为端口P_j的端口系数，L_mn为模式电感，C_mn为模式电容，G_mn为模式损耗，C_kmn为分割的第k个去耦电容部分在平面传输模式(m，n)下的等效电容，ω为角频率；α为去耦电容的数量；(5)利用带电容电源地平面的闭合振谐腔公式计算去耦电容的有效去耦半径；(6)通过仿真，验证去耦半径的有效性。