电源完整性的很好的解释

      

         电源和地层大块平面间构成了谐振腔，高速数字信号经过时，犹如快艇在湖面掀起一阵波浪，电源地之间电压起了波动。既然是谐振（机械上叫共振），就要固有频率，这个固有频率是与电源和地平面的形状、中间的介质参数（介电常数、损耗、厚度）有关系的。一旦这些参数定下来，固有频率就定下来了，犹如铜锣一旦造好，它能发出的声音就固定了。固有频率有很多，犹如铜锣发出的声音有很多谐波一样。对于pcb这个铜锣，打击它的锤子就是高速信号。高速信号含有丰富的频谱成分，其中有一些跟PCB电源地的固有频率一样，那么就波动了。如果，固有频率中最低的一个高达10GHz，而信号的频谱成分到5GHz后面就没有了，那么，这个信号是无法引起电源地之间的电压波动的。阻抗分析得到的是阻抗与频率的关系，那些山峰就是对应了固有频率，这些频率的激励会引起谐振。我们取其中一个山峰频率，加上一个该频率的正弦波，作一个AC分析，就可以观察到电源地平面上的谐振模式（电压分布）。PI设计，就是先作阻抗分析，看看最低的固有频率在什么地方，如果太低，需要我们改变结构（电源低形状、介质厚度等），使得最低频率比较高。然后，我们对比较低的几个频率作AC仿真，看看各自对应的电压波动模式，是否有关键器件落在波动最大的地方。然后，我们可以加去耦电容，再作AC分析。