WHY PI----电源完整性的那些事儿

上海滩

在学习电源完整性的时候难免有些对其相对抽象的内容显得力不从心，勉为其难，不知从何下手。遂开此贴，希望通过大家的智慧和努力让刚接触PI的筒子们可以拨开云雾，茅塞顿开......
知其然必得知其所以然，没有接触过板子电源测试的兄弟可能比较迷茫，不知道测试和仿真的结合点在哪里？信号完整性大家都知道最基本的过冲是反射的一种体现形式，测试波形可以很好的反映。其实电源完整性仿真分析也是同样的，我们就从硬件设计和测试开始：

电源的测试有以下几个基本的测试点（欢迎补充说明）：
1.电源输出是否正确
2.各个负载点的电压是否符合负载供电要求
3.各个负载点的ripple和noise指标，分为空载和满负载
4.电压功耗，power consumption，分为AC和DC两部分。测试各路电压的负载电流，可以计算出电源的转换效率和负载功耗
5.电压周期性测试
6.高低温电压测试
......

电源完整性的研究内容和测试的项目到底有哪些关系呢？
电源完整性研究的基本内容有以下几个方面：
1.DC Drop 直流压降，也叫IR Drop
2.平面目标阻抗
3.PDN Power Delivery Network 电源分布网络

分析IR Drop是有原因的，信号通过传输线从发送端达到接收端，不考虑反射的情况，其在非理想传输线上是存在一定的损耗的，损耗包括介质损耗和传输线损耗两种。介质损耗是由介质特性引起的，传输线损耗是因为其寄生电阻消耗了信号的部分能量，导致接收端的信号有少许失真。
高速串行信号的长距离传输损耗非常明显，且随着频率点的升高，损耗也随着水涨船高。像是脱了绳的僵马，离弦的剑一般刹不住脚。
电源压降也是同样的，电源的输出端为源端，负载端是正向电流的流向端，理想导体的情况下，应该是没有什么损失的，但由于电压传输路径上有非理想的导体铜皮，过孔，引脚的寄生参数等等因素的存在导致电压的能量损失。这部分损失是可以通过欧姆定律计算的，公式就是IR，所以电压压降也叫IR Drop。
电流在电压轨道上流过，电压轨道存在少许电阻，所以电压在负载端是有一定降额的。降额多少和两个因素有关，电流的大小和电压轨道的电阻量的大小。任何一个值增加都将增大压降。所以功耗很高的负载电源设计会很困难，且功耗越大对传输电流的平面要求不仅体现在耐流上也体现在传输路径的阻抗。
电压压降大的后果是负载端的电压相比电源输出电压很小，可能不足以维持负载的正常运作。有一个办法可以提高输出电压的电压值，使得在经过一定量的压降后保证负载端的电压还是刚好在负载电源供应的要求中的。但如果过个负载，分布较散的情况下，这种方法必将导致靠近源端的负载的供应电压较高，这也是不允许的。所以供应电压要满足一定的范围之内。
我觉得PI在时域的测试(ripple & Noise测试) 可以直观的看出来PI质量
但是在频域的测试(比如S参数和阻抗曲线)可以更好的去理解PI理论
如果两者结合起来的话就比较完美了
还有：
电流密度分布和温升；
动态IR Drop；
电源完整性和信号完整性的相互作用SSN
对二层或单层PCB的分析，目前是否有好的软件，做si与pi。
有没有人用HyperLynx做PI仿真的啊？有没有好点的实例分析呢
对于RIPPLE 和NOISE不太明白， ripple是DC的周期性波动，NOISE是AC的范畴？