同步开关噪声的分析和仿真

袁婷

摘 要：随着电子信息产业的高速发展，系统的高集成度、大规模和低功耗等特点，使得高速电路板设计的电源完整性变得尤为重要。印制电路板中同步开关噪声是影响高速电路发展的主要原因。本文针对同步开关噪声进行了分析，并分析了产生同步开关噪声的主要原因以及解决同步开关噪声的主要方法。最后利用SPEED2000仿真工具对不同同步开关驱动数目对电源完整性的影响做了仿真，得出开关驱动开关越多，同步开关噪声越大。

关键词：同步开关噪声（SSN）；旁路电容；SPEED2000仿真

当器件处于开关状态时产生瞬间变化的电流，在经过回流路径上存在电感，并产生交流电压降进而造成噪声称为同步开关噪声。产生同步开关噪声的原因主要有2个方面：（1）器件从电源引出电流产生的耦合噪声；（2）信号返回路径不连续产生的噪声或者说是在不同层间传输。

同步开关噪声随着器件的同步开关输出而产生，瞬间电流会随着开关速度的正向加快，SSN会随着回路上电感的增加而变得更加严重，如式（1）。

图4 16个同步开关驱动的仿真3D模型图

从上图可得出，16个同步开关驱动的电压输出波形波动最大，同步开关噪声最大；3个同步开关驱动次之；1个同步开关驱动的电压输出波形波动最小，同步开关噪声最小。

本文对如何降低同步开关噪声做了较为细致的讨论，分析了同步开关噪声产生的原因，提出了相应的解决措施，并用利用SPEED2000仿真工具对不同同步开关驱动数目对电源完整性的影响做了仿真模拟。希望能为同步开关噪声研究领域科研人员提供参考。

参考文献

[1]张志伟.同步开关噪声抑制的分析与研究[J].电子质量，2010，（5）：73-76.

[2]梁博.抑制同步开关噪声的电磁带隙结构设计与实现[D].西安电子科技大学，2014.

（作者单位：广东科技学院）