作者：吳均 一博科技高速先生團隊隊長
碰到過好些設計要求裡面寫著電源必須從濾波電容進入晶片管腳，也有不少工程師在實際設計中遵守這個規則，我們這次就一起來看看這個規則的實用場合。
單、雙面板設計的時候，沒有電源、地平面。電源、地網絡是通過走線來進行連接的，這個時候在設計上要求電源和地先走到濾波電容，然後在進入晶片管腳，具體設計如圖1所示
這時候，PDN也就是電源供電網絡，沒有平板電容。然後晶片的工作頻率一般也不高，工作時電源噪聲的頻率包括諧波一般都不超過100M，電源噪聲主要由各級濾波電容來實現濾除。
但是，現在的設計有什麼區別呢？大部分設計採用多層板層疊方式，也就是我們有了專門的電源、地平面了；在大多數的層疊教材中，都會建議在可能的情況下，儘量把電源和地緊鄰在一起，也就是說，我們的電源、地緊耦合形成平板電容；同時系統的工作頻率越來越高，工作時電源噪聲的頻率如果考慮諧波分量的話，動輒幾個G HZ。
那麼，在以上幾個變化的設計條件下，如果我們還堅持按照圖2的方式，電源和地網絡通過過孔連接到濾波電容，然後通過濾波電容連接到晶片，這樣的設計存在哪些問題呢？
圖2的設計方式，是假定電容還是主要的濾波元件，限定供電路徑經過電容。但是實際上從圖3我們可以看到，電源供電網絡裡面，電源、地之間形成的平板電容，才是板級響應速度最快的濾波元件。我們希望從濾波元件到供電管腳之間的電感儘量小，提高元件濾波的效率。
我們從兩個角度來理解電源設計的目標。一個是傳統的儲能角度，另一個是頻域的PDN阻抗角度。從儲能角度來說，VRM是蓄水池，Buck電容是我們挑回來放在水缸的水，那麼板上的小濾波電容就是水瓢，這時候我們先忽略晶片內部的封裝基板電容和Die電容（或者我們把這兩種電容理解為身體內部儲存的水）。那麼N年前，當我們身體缺水，口渴的時候，拿著水瓢從水缸舀起水來解渴，如果實在不著急，走到水池邊上埋頭喝水也未嘗不可（那些年，水質乾淨，路上不堵，環境好哈）（電源噪聲頻段不高，用電需要的速度-頻率也不是很高）。
可惜好時光的那年已經匆匆而過了。現在環境汙染，水質變壞，我們再要喝水，已經不敢喝生水了。VRM成了自來水廠，Bulk電容就是設在小區的水塔，通過自來水管接到我們家裡，我們用水壺（小濾波電容）來接水，燒開之後倒在杯子（平板電容）裡，口渴的時候，只能用杯子喝水了。當然如果不著急，又想表現豪爽，直接對著水壺喝水也沒問題。
例子不是100%恰當，只是說明一個問題，現在的PDN設計，我們不能忽視電源、地間的平板電容。既然已經是多層板設計，甚至是8層以上（電源、地板間距離較小）設計，這時候還限定電源地用電強制經過濾波電容，已經是不合理了）
圖4是常見的電容與晶片的Fan out設計方案，我們不需要限定用電經過電容到達晶片管腳。而是要求晶片就近打孔到平面，減少晶片與電容和電源、地平面的距離（安裝電感）。簡單來說，把水杯放在辦公桌上隨手可及的地方，口渴了伸手就能喝水。
電源的事情讓無數工程師頭痛，大家想盡辦法來讓電源變得「乾淨」，濾波電容設計是其一，還有磁珠隔離等其他手段，我們會一一道來。下一節就是從PDN角度來看電源濾波及電容設計。
水的事情也讓升鬥小民頭痛，大家不放心國家的用水標準，絞盡腦汁來加一級過濾。於是活性炭、超級過濾膜，到現在最推崇的RO膜。關心水質的為了得到純水忙忙碌碌，無所謂的直接燒自來水，幾十年了也活的好好的。
看來「水」真是一個好東西，高速先生都喜歡用水來做比喻，是不是該給「水」發點版權費用呢……
回復36→高速串行之S參數系列
回復35→高速串行之編碼系列
回復34→高速串行之S參數-連接器系列
回復33→高速串行簡史系列
回復32→電源系列（下）
回復31→電源系列（上）
回復30→DDR系列（下）
回復29→DDR系列（上）
回復28→層疊系列（下）
回復27→層疊系列（上）
回復26→拓撲和端接系列（下）
回復25→拓撲和端接系列（上）
回復24→反射詳解系列文章
回復23→阻抗系列（下）
回復22→阻抗系列（中）
回復21→阻抗系列（上）
回復20→繞線與時序
回復19→SERDES與CDR系列
回復18→既等長，為何不等時系列
回復17→cadence等長處理&規則設置
回復16→DDR時序學習筆記系列
回復15→串行系列
回復14→DDR信號完整性仿真介紹系列
回復13→PCB設計技巧分享一二
回復12→高速設計三座大山
回復11→PCB設計十大誤區-繞不完的等長系列
回復10→PCB設計十大誤區三
回復09→DDRX系列
回復08→高速串行系列
回復07→設計先生之回流設計系列
回復06→略談Allegro Pcb Design 小技巧
回復05→PCB設計十大誤區一二
回復04→微帶線系列
回復03→抽絲剝繭系列
回復02→串擾探秘系列
回復01→案例分享系列
一博科技成立於2003年3月，專注於高速PCB設計、PCB制板、SMT焊接加工和供應鏈服務。我司在中國、美國、日本設立研發機構，全球研發工程師600餘人。超大規模的高速PCB設計團隊，引領技術前沿，貼近客戶需求。
一博旗下PCB板廠位於深圳松崗，採用來自日本、德國等一流加工設備，TPS精益生產管理以及品質管控體系的引入，致力為廣大客戶提供高品質、高多層的制板服務。
一博旗下PCBA總廠位於深圳，並在上海、成都設立分廠，廠房面積15000平米，現有20條SMT產線，配備全新進口富士XPF、NXT3、AIMEX III、全自動錫膏印刷機、十溫區回流爐、波峰焊等高端設備，並配有AOI、XRAY、SPI、智能首件測試儀、全自動分板機、BGA返修臺、三防漆等設備，專注研發打樣、中小批量的SMT貼片、組裝等服務。作為國內SMT快件廠商，48小時準交率超過95%。常備一萬餘種YAGEO、MURATA、AVX、KEMET等全系列阻容以及常用電感、磁珠、連接器、晶振、二三極體，源自原廠或一級代理，現貨在庫，並提供全BOM元器件供應。
PCB設計、制板、貼片、物料一站式硬體創新平臺，縮短客戶研發周期，方便省心，值得信賴。
EDADOC，Your Best Partner.