电源噪声仿真介绍

fordies1 · 发表于 2020-11-4 13:30

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电源噪声指的是在电源实际工作过程中，电源上的波动，这其实也反映了整个电源网络在电流快速翻转的情况下，是否能够稳定的提供器件正常工作所需要的电压，过高和过低的电源波动都可以认为是电源的噪声。

先来说一下CPM模型吧，CPM模型由两部分组成，分别是电流曲线和on die的RLCG，电流曲线通常是一个.sp文件，文件定义了两部分，第一部分是电源网络和外部端口的对应关系，第二部分是一个时间和电流的对应关系表，on die的RLCG通常是一个.inc文件，文件里面是用spice语句描述的电源网络对应的RLCG值。

PDN网络是以S参数的形式串联到整个链路里面，分别是封装的PDN参数以及PCB的PDN参数，当然在抽取S参数的时候是需要把电容带进去一起抽取的，封装的PDN抽取会有一些小技巧，这部分以后有机会再说，简单的来说，层叠结构的封装和PCB在抽取PDN网络的S参数的时候基本上是类似的

下面是手把手用软件环节，首先是ADS，第一步就是要把CPM模型导入到ADS里面：

第二步是导入抽取的PDN的S参数：

第三步是加入VRM和transient仿真器：

最后是搭建电路：

点击运行，然后就能得到电源的时域波形了，一般会看Vp-p值。结果就不放出来了。

最后添加仿真设置开始仿真：

So easy，我的使用体验是当有两个.sp文件需要同时存在在一个工程中的时候，用Ansys的会相对方便一些。电源的时域噪声仿真在整个流程上面会简单很多，但是前提是你需要有CPM模型，封装的PDN网络模型，PCB的PDN网络模型，对于CPM模型来说，我觉得比较困难的是判断模型的准确性，因为通常来说CPM模型会由芯片后端的工程师用软件自动生成，所以难点是如何发现CPM模型的问题以及如何和后端的同事沟通来校准模型.