【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电源分配网络设计，尤其涉及一种有损电容的电磁带隙结构及其超宽带噪声抑制方法。
技术介绍
1、电源分配网络的基本要求是向芯片焊盘提供恒定的负载电压，同时减轻电磁干扰问题，因此有必要对电源分配网络的噪声进行抑制，而现有的电源分配网络的噪声产生机制主要有两种，一种是同步开关噪声，另一种是地弹噪声，对于同步开关噪声，现有的解决技术方案是在电源和地之间添加各种去耦电容从而在低频带内保持电源分配网络的低阻抗，但是，在实际设计中，为了减少电容的寄生电感，需要添加多个不同大小和值的去耦电容。无论如何优化去耦电容的选择和布局，仍然存在不可避免的串联电感，因此去耦电容设计方案是有频带限制的。当超过自谐振频率时，去耦电容变为感性，吉赫兹范围的电源分配网络噪声无法得到有效抑制，而对于地弹噪声，现有的解决技术方案是隔离保持高阻抗的局部电源分配网络，但是现有的隔离方案仅能提供局部隔离，且隔离度并不高，因为隔离方案结构中的小电容限制了其对1吉赫兹以下的低频噪声的抑制能力。
2、综上，相关技术中存在的技术问题有待得到改善。
技术实现思路
1、本申请实施例的主要目的在于提出一种有损电容的电磁带隙结构及其超宽带噪声抑制方法，能够通过引入有损电容结构，实现从近直流到7吉赫兹以上的高频的超宽带噪声抑制。
2、为实现上述目的，本申请实施例的一方面提出了一种有损电容的电磁带隙结构，所述结构包括第一电源层、第二电源层、接地层、第一介电层、第二介电层、第三介电层和若干个周期单元，所述接地层的上表
3、所述第一电源层和所述第二电源层用于提供电源；
4、所述接地层用于稳定信号与电源之间的干扰；
5、所述第一介电层、第二介电层和第三介电层用于对导电元件进行隔离；
6、所述周期单元包括有损电容结构和蘑菇型电磁带隙结构，所述有损电容结构用于抑制低频频段的噪声，所述蘑菇型电磁带隙结构用于抑制高频频段的噪声。
7、在一些实施例中，所述第一电源层的厚度和所述第二电源层的厚度均为0.035mm。
8、在一些实施例中，所述接地层的厚度为0.035mm。
9、在一些实施例中，所述第一介电层、所述第二介电层和所述第三介电层均为fr-4材料，其相对介电常数为4.4，所述第一介电层的厚度与所述第三介电层的厚度均为0.23mm，所述第二介电层的厚度为0.34mm。
10、在一些实施例中，所述周期单元的大小为4.8mm×4.8mm，所述周期单元的厚度为0.035mm，相邻所述周期单元之间形成电容结构。
11、在一些实施例中，所述有损电容结构包括第一电容和第一电阻，所述第一电容的第一端与所述第一电源层连接，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述蘑菇型电磁带隙结构连接。
12、在一些实施例中，所述蘑菇型电磁带隙结构包括第二电容、第一电感和第二电感，所述第二电容的第一端与所述第一电源层连接，所述第二电容的第二端、所述第一电感的第二端和所述第二电感的第一端相连，所述第一电感的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电感的第二端与所述接地层连接。
13、在一些实施例中，所述第一电阻的阻值为20ω～30ω，所述第一电容的容值为10nf，所述第一电感的感值为0.2nh，所述第二电感的感值为1nh，所述第二电容的容值为4pf。
14、在一些实施例中，还包括在所述周期单元上进行设置过孔，所述过孔的孔径为0.4mm。
15、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种有损电容的电磁带隙结构的超宽带噪声抑制方法，所述方法包括：
16、根据预设电磁带隙结构的封装尺寸，通过仿真软件确定所述有损电容结构的电气参数；
17、基于所述第一介电层与所述第二介电层之间，进行周期性排布蘑菇型电磁带隙结构；
18、对排布后的蘑菇型电磁带隙结构进行设置过孔，通过所述过孔建立所述蘑菇型电磁带隙结构之间的电气连接；
19、结合确定电气参数的有损电容结构与形成连接的蘑菇型电磁带隙结构，构建lc回路，并对所述周期单元施加高频信号，实现超宽带噪声抑制效果。
20、本申请实施例至少包括以下有益效果：本申请提供一种有损电容的电磁带隙结构及其超宽带噪声抑制方法，该方案通过在传统蘑菇型电磁带隙结构抑制电源分配网络谐振的基础上，通过集成有损电容并令其在电源分配网络上周期性阵列排布，达到电源分配网络宽阻带噪声抑制效果，基于有损电容结构进行抑制低频频段的噪声，基于蘑菇型电磁带隙结构进行抑制高频频段的噪声，解决了电磁带隙结构难以抑制电源分配网络在低频的同步开关噪声的问题，实现了从近直流到7吉赫兹以上的高频的超宽带噪声抑制。
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1.一种有损电容的电磁带隙结构，其特征在于，所述结构包括第一电源层、第二电源层、接地层、第一介电层、第二介电层、第三介电层和若干个周期单元，所述接地层的上表面覆盖有所述第三介电层，所述第三介电层的上表面覆盖有所述第二电源层，所述第二电源层的上表面覆盖有所述第二介电层，所述第二介电层的上表面覆盖有所述周期单元，所述周期单元的上表面覆盖有所述第一介电层，所述第一介电层的上表面覆盖有所述第一电源层，其中：
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一电源层的厚度和所述第二电源层的厚度均为0.035mm。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述接地层的厚度为0.035mm。
4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一介电层、所述第二介电层和所述第三介电层均为FR-4材料，其相对介电常数为4.4，所述第一介电层的厚度与所述第三介电层的厚度均为0.23mm，所述第二介电层的厚度为0.34mm。
5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述周期单元的大小为4.8mm×4.8mm，所述周期单元的厚度为0.035mm，相邻所述
6.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述有损电容结构包括第一电容和第一电阻，所述第一电容的第一端与所述第一电源层连接，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述蘑菇型电磁带隙结构连接。
7.根据权利要求6所述的结构，其特征在于，所述蘑菇型电磁带隙结构包括第二电容、第一电感和第二电感，所述第二电容的第一端与所述第一电源层连接，所述第二电容的第二端、所述第一电感的第二端和所述第二电感的第一端相连，所述第一电感的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电感的第二端与所述接地层连接。
8.根据权利要求7所述的结构，其特征在于，所述第一电阻的阻值为20Ω～30Ω，所述第一电容的容值为10nF，所述第一电感的感值为0.2nH，所述第二电感的感值为1nH，所述第二电容的容值为4pF。
9.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括在所述周期单元上进行设置过孔，所述过孔的孔径为0.4mm。
10.一种有损电容的电磁带隙结构的超宽带噪声抑制方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种有损电容的电磁带隙结构，其特征在于，所述结构包括第一电源层、第二电源层、接地层、第一介电层、第二介电层、第三介电层和若干个周期单元，所述接地层的上表面覆盖有所述第三介电层，所述第三介电层的上表面覆盖有所述第二电源层，所述第二电源层的上表面覆盖有所述第二介电层，所述第二介电层的上表面覆盖有所述周期单元，所述周期单元的上表面覆盖有所述第一介电层，所述第一介电层的上表面覆盖有所述第一电源层，其中：
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一电源层的厚度和所述第二电源层的厚度均为0.035mm。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述接地层的厚度为0.035mm。
4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一介电层、所述第二介电层和所述第三介电层均为fr-4材料，其相对介电常数为4.4，所述第一介电层的厚度与所述第三介电层的厚度均为0.23mm，所述第二介电层的厚度为0.34mm。
5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述周期单元的大小为4.8mm×4.8mm，所述周期单元的厚度为0.035mm，相邻所述周...
【专利技术属性】
技术研发人员：张木水，丁盈丰，王自鑫，何国勤，黄俊生，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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