关于PI仿真和测试问题

天空之城

现在电源完整性问题一直是个难题，最近我公司设计的板子就遇到这个问题，想问问各位有没有好的测试方法和工具啊
如果进行仿真，能真正的解决问题吗，仿真的精度如何，进行板级的仿真要求高吗?

Allen

这是小马过河的问题，很难说到底能不能帮你解决问题，但做总比不做强，至少可以得到些启示或指导方向。

sky2008

电源完整性仿真还是非常有必要的，目前针对PI仿真的工具也很多，用的比较多的是Cadence的SQ PI和Ansoft的SI wave.
& ~4 e2 r' l3 t! K3 v
1 W; R2 m! D1 q  ^; [电源完整性仿真目前主要仿真的是电源平面的谐振和平面阻抗。
/ _" j7 [0 J7 n7 o* c) D3 d# A
" Q) Q9 ^  ]- V0 D电容、平面滤波的频率特性图如下：

* q% f, j  Z5 p2 y  p
9 |0 G- [  ?/ M& M1 R
7 p3 W% w. e: Y$ r
( R; B. d' J' }( t" C1 f谐振特性分析：
# D# Q8 ~/ ~2 i" v
5 R9 H. J  }4 y2 v3 ^. o) ^% s, K当单板的某位置在某个频率存在谐振特性时，若该位置存在激励源，则与之相关的位置会引起谐振，从而影响系统的性能，这是我们应当避免的，因此对平面进行谐振分析，加上适当的电容，调整谐振频率的位置，是电源、地平面分析非常重要的一步。
8 W# k9 R% M( c# ^
, T! W9 e" \5 ]* k* P7 J
使用SI wave可以仿真谐振，下面是一个仿真图：

/ L% {) D3 Z0 O: U! ^4 J
平面阻抗分析：

电源测试的时候，大家测的是电源噪声，但是目前的仿真工具只能仿阻抗曲线。通过公式 V=Z*I，最终噪声与阻抗是统一的。（注：如何直接仿真噪声，是目前的一个热点，其中一些方法是通过建立芯片电源噪声模型，通过matlab计算与仿真软件接口）。

1 _7 [) r% @) I1 G. k4 ^0 _/ X( D! h使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下：

4 Y3 K. }) G( y
2 L; C4 s- ^5 j" ~
& X( ?$ D9 }0 V% q评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。
6 s7 ^5 k5 Z% O% F* u( A0 m4 }

( j0 O7 d2 w; P! _+ l其中：Ztarget目标阻抗
- |# J0 f+ @2 [5 {' z$ ?- h  SPower Supply Voltage是工作电压
Allowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
0 {  O$ `% F( h0 [Current 是工作电流


% @4 m7 B0 l1 l( k+ i当然SI wave也可以仿真阻抗曲线，而且更准确，仿真波形如下：


" E$ E7 u4 R. N" m; \- W
& j9 z0 K. y* X# h( {
" C; k: `  X" F! P/ G
; |: m5 y9 g% ]# s电源的测试：

( ?% L/ t( f: y0 }% @
电源测试还是比较简单的，测的一般是纹波噪声，用一般的示波器就可以了，测阻抗曲线用频谱仪。这里我不多说了。需要注意的是为了保证测试的精度，请使用带有隔直电容的隔直板和铜轴电缆。
2 G; I- r) O  u2 B, F3 ^0 l. e
3 }& s: ~% |7 ^( [. X) L/ O      
4 g2 Q6 D/ V6 h6 {% [
    由于篇幅有限，上面仅提到一些关键点，还有很多细节没有讲到，大家如有兴趣可以一起交流，以上也是个人的一些观点，有不对的地方请各位斧正！谢谢！
) |) M6 J- ~: ~. t0 T% \
6 C# ~# g3 e6 y( `) ]+ `* ~) D

Allen

看来有必要考虑开个PI的版块。

gaiwu

能否把电源的测试部分补充详细些,另外我对与如何确定最大工作电流还不清楚,也请指教

forevercgh

原帖由 Allen 于 2008-9-27 18:00 发表
看来有必要考虑开个PI的版块。

9 E0 p# i4 q8 b
这个想法要强顶！
. R# J( K! A+ Y没有好的PI，谈何SI。

Allen

原帖由 forevercgh 于 2008-9-28 11:06 发表


这个想法要强顶！
没有好的PI，谈何SI。

! e, Q! T! [5 C1 q8 X' m: r4 E- h别急，等先找到高人来做版主才能开这个版块。

天空之城

谢谢shy2008的无私指教
5 |; b7 X) I/ J% u# s

天空之城

对啦
' K, g4 ?; A, t! W) C* p- [我想问问，进行CADENC的电源完整性的仿真是板级的吧
  x$ X/ K  s1 T; z那各个器件的模型需要吗，是不是没有的话是不是就不能进行仿真啦

Allen

器件里电容的模型肯定必不可少，其它IC类倒不需要，知道它们的功耗相关参数即可。