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電源和地層大塊平面間構成了諧振腔,高速數字信號經過時,猶如快艇在湖面掀起一陣波浪,電源地之間電壓起了波動。既然是諧振(機械上叫共振),就要固有頻率,這個固有頻率是與電源和地平面的形狀、中間的介質參數(介電常數、損耗、厚度)有關系的。一旦這些參數定下來,固有頻率就定下來了,猶如銅鑼一旦造好,它能發出的聲音就固定了。固有頻率有很多,猶如銅鑼發出的聲音有很多諧波一樣。對於pcb這個銅鑼,打擊它的錘子就是高速信號。高速信號含有豐富的頻譜成分,其中有一些跟PCB電源地的固有頻率一樣,那么就波動了。如果,固有頻率中最低的一個高達10GHz,而信號的頻譜成分到5GHz后面就沒有了,那么,這個信號是無法引起電源地之間的電壓波動的。阻抗分析得到的是阻抗與頻率的關系,那些山峰就是對應了固有頻率,這些頻率的激勵會引起諧振。我們取其中一個山峰頻率,加上一個該頻率的正弦波,作一個AC分析,就可以觀察到電源地平面上的諧振模式(電壓分布)。PI設計,就是先作阻抗分析,看看最低的固有頻率在什么地方,如果太低,需要我們改變結構(電源低形狀、介質厚度等),使得最低頻率比較高。然后,我們對比較低的幾個頻率作AC仿真,看看各自對應的電壓波動模式,是否有關鍵器件落在波動最大的地方。然后,我們可以加去耦電容,再作AC分析。