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标题: 关于PI仿真和测试问题 [打印本页]
作者: 天空之城    时间: 2008-9-26 16:18
标题: 关于PI仿真和测试问题
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
) m2 C2 _# H9 _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?
作者: Allen    时间: 2008-9-26 23:05
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作者: sky2008    时间: 2008-9-27 16:29
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.
  q1 Z0 {* G, Q, j5 o8 x4 L$ f
8 \% t; P8 ?7 c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。" I% _! r) i! r6 _' W
  g6 y. d- ?* M! l
电容、平面滤波的频率特性图如下：# Q( `* X; M  X
5 n" \! f" z( }: M& g% n
* L: ?. z' L* x0 c( p

9 F$ `# v7 O" p
0 P7 h* P) l$ Q  @" j* F7 b, O谐振特性分析：& z9 T! d. m( Q4 I- M
2 I4 z  t- g- z5 ]6 i% i* d! V: a
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。% }/ D' S9 F1 ~( x7 n9 u

4 }) s" O' ~0 o8 y- m  x/ V 5 ^- N1 R( c+ \% y9 s
使用SI wave可以仿真谐振，下面是一个仿真图：/ s3 r4 Z) Y! y8 z; Z

$ o  f- ]# f. }2 O2 z8 X( b2 {: z ! y5 V- }- I3 c: \( m8 X
平面阻抗分析：/ c& s+ Z( @) B+ m6 s

+ S" N/ Z8 w+ l& b( w" A- w, m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）。' q5 Q, u5 J+ }1 m* F5 O; z

/ b6 V+ p; `/ T6 s. o( n% i使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下：
4 j7 {/ k0 N% i: p: Q   Z* ^: z1 g! z% M, X+ b# f0 Q
$ y& F; |. E+ S. i3 n
( r$ B/ m0 [# P& X; |
评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。7 x: {2 f/ z# s, u" m
3 R" w# m. L) ~& t1 B
# u( f5 T# O# i* L6 {1 j( ~' u8 H2 l
其中：Ztarget目标阻抗5 f' I0 d! F/ E9 O1 _$ y; x2 f
Power Supply Voltage是工作电压+ C- O3 Q9 a# h; H0 a
Allowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
5 r7 W( K* h3 Z( Z6 oCurrent 是工作电流) d/ m* e# w% F* z1 Q% [

, @( G8 q2 _+ z! m6 R& d ' r9 ]" n9 h( o# ]; Y9 R& q8 Z- c! T* F
当然SI wave也可以仿真阻抗曲线，而且更准确，仿真波形如下：2 u# O9 C7 B' X8 A3 x+ e$ A' i
2 \/ [1 ^! x, Y" ?

8 g2 U# k! z$ B + ?* u  Y- u7 z# ^3 Y( V! Y

2 V' x4 u6 r0 N0 i 3 O( o$ H7 d, D6 i4 Z. c
电源的测试：7 ?1 w4 k4 Z$ y; Q4 s
; t, w1 g& E. _/ J6 y, Z

1 s$ W4 @; b( g/ E7 ?  d8 b; O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。
* ^, x! v; s7 ^; E9 B& D
3 X5 V6 J- U/ k      9 N. z; K9 ~1 n2 N3 ~' o. w: _

4 Y6 ^6 `7 b! y    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！
* ~% d2 z/ B; ?0 E ' |1 e- t5 L/ C' G
作者: Allen    时间: 2008-9-27 18:00
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作者: gaiwu    时间: 2008-9-27 23:47
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
作者: forevercgh    时间: 2008-9-28 11:06
原帖由 Allen 于 2008-9-27 18:00 发表
3 ]# F  a8 x6 E9 m看来有必要考虑开个PI的版块。

( A+ {" [$ ?8 q, |8 t2 R
2 Z4 V! v) A4 |. F6 I这个想法要强顶！6 X  D; S# a2 ^1 [8 D
没有好的PI，谈何SI。
作者: Allen    时间: 2008-9-28 11:13
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作者: 天空之城    时间: 2008-9-28 14:31
谢谢shy2008的无私指教, j" S9 ~, z( U$ b0 A; m
作者: 天空之城    时间: 2008-9-28 15:43
对啦5 O' q0 q( m( \" f# k( C3 _: D
我想问问，进行CADENC的电源完整性的仿真是板级的吧# v! ^. k6 _( R$ q# I% P, g
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
作者: Allen    时间: 2008-9-28 15:49
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