[SI-LIST] Re: PDN simulation - Trans-impedance versus self-impedance

  • From: Istvan Novak <istvan.novak@xxxxxxxxxxx>
  • To: shlepnev@xxxxxxxxxxxxx, thomas.beneken@xxxxxxxxxxx, si-list@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Thu, 13 Oct 2016 08:24:29 -0400

Yuriy,


Further to your point, I think the frequency range of interest makes a big

difference.  In the frequency range where there the noise on the

board can get to the silicon through the power path, the impedance

approximation is quite valid.  Up to a few MHz or few times ten MHz

open is open enough, and the PDN approximation of silicons as either open

or current source should also be a fair approximation on decent PDNs.

At higher frequencies the approximation breaks down, but those noise

components will mostly stay on the board and can screw up signal

integrity and/or EMC.


Regards,

Istvan Novak

Oracle


On 10/12/2016 10:30 AM, Yuriy Shlepnev wrote:

Just a few comments to the answer from Thomas.

1) The impedance matrix is a complete description of unterminated multiport
system. It is so called open-circuit matrix that is obtained with the
following experiment. We apply unit current source to one of the ports and
measure voltage responses at this and all other ports, that are
open-circuited (unterminated). The voltage at the port with the source is
the self-impedance and the voltages at the other ports are the off-diagonal
elements of the impedance matrix or trans-impedances. They can be used to
compare qualitatively PDN configurations - zero trans-impedance, for
instance, means ideal isolation of two power delivery systems (more relevant
for EMC/EMI). System with lower trans-impedances will have better isolation
of the components - though, even in this case properly terminated
S-parameters would be preferable. Also, to evaluate the impedance at the
component location or possible supply voltage variations, we need to
terminate all ports of the multiport (by normalization or reduction of all
ports to one). The trans-impedances are always in the mix as parts of the
diagonal impedance matrix elements. To understand it better, you may need to
read some introductory books on theory of multiports and PDN
characterization.

2) Both may be misleading, because of absence of port terminations.

Best regards,
Yuriy

Yuriy Shlepnev, Ph.D.
President, Simberian Inc.
2629 Townsgate Rd., Suite #235, Westlake Village, CA 91361, USA
Office +1-702-876-2882; Fax +1-702-482-7903
Cell +1-206-409-2368; Virtual +1-408-627-7706
Skype: shlepnev

www.simberian.com
Simbeor - Accurate, Productive and Cost-Effective Electromagnetic Signal
Integrity Software
2010 and 2011 DesignVision Award Winner, 2015 Best In Design&Test Finalist



-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On
Behalf Of Thomas Beneken
Sent: Wednesday, October 12, 2016 3:23 AM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: PDN simulation - Trans-impedance versus
self-impedance

Hi Liviu-Dumitru,
1) a variation of current into pin 9 translates with a factor of Z[2,9] into
a voltage ripple on pin 2

2) the voltage ripple on a pin adds up from self produced current variations
(self impedance) AND current variations on other pins of the PDN (transfer
impedance). So the answer is self and transfer impedances are significant.

Hope this helps.

Thomas

Am 12.10.2016 um 11:37 schrieb Craciun, Liviu-Dumitru:
Hi all,
for the PDN simulation I placed the Port[1] at the output pin of the
VRM (voltage regulator module) and the Port[2], Port[3], ... Port[11]
at the IC power pins.

The PDN with only 10 IC power pins is only a simplified example, of
course, in the "real world" there are more IC power pins.
The power integrity simulation software is able to calculate the
self-impedances Z[1,1] at the VRM and Z[2,2], ... Z[11,11] at the IC.
There are the diagonal elements of the impedance matrix.

The elements Z[1,2], Z[1,3], ... Z[1,11] are the trans-impedances between
the VRM and each IC power pin.
In generally, the PDN requirements in the IC data sheet contain only
ONE parameter - Z value @ Freq. - without to specification "self"- or
"trans"-impedance.

MY QUESTIONS:


1)      What is the physical significance of the trans-impedance between
two IC power pins ? For example Z[2,9]

2)      The IC provider can `t answer the question "what impedance do you
mean, self- or trans-impedance?" The standard answer is "only the
impedance". So the discussion with the IC provider is a "dead end street". I
am confuse ... what impedance is significant, self- or trans-impedance ?
Best regards,
Liviu Craciun
Harman Becker Automotive Systems GmbH
Karlsbad, Germany

P.S.
I expected from the IC provider TWO impedances as specifications,
self- and trans-impedance, But I received ONLY ONE value. It is
unknown if the spec means the self- or the trans-impedance.


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
http://www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
                http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
             http://www.freelists.org/archives/si-list
  
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
             http://www.qsl.net/wb6tpu
   




------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
http://www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
                http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
              http://www.freelists.org/archives/si-list
  
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
              http://www.qsl.net/wb6tpu
   

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
http://www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
                http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
              http://www.freelists.org/archives/si-list
  
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
              http://www.qsl.net/wb6tpu
   



------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
http://www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                http://www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts: