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关于PI仿真和测试问题

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发表于 2008-9-26 16:18 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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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, m8 H% v& Q& g4 n6 Y( O. R* V
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?
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发表于 2008-9-26 23:05 | 只看该作者
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发表于 2008-9-27 16:29 | 只看该作者
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.+ X2 Z& u, i; r: ~) b2 I

' K$ t( l! e+ l# A" I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。/ E& I/ N# r4 q" h$ A

0 J% p/ y8 s- U- V5 w  s/ k电容、平面滤波的频率特性图如下:
6 G8 s0 V, u" e% U) I; z
6 W1 e& j  `) {: ?# u  d! ?* z
4 B; ?" y& B" X# V. f, }2 Y4 Z+ V) x0 H  l- m. U4 O; k

& h1 e- \- \& ^% s+ D谐振特性分析:( [. `3 u! U5 {9 ?2 w5 T0 l% Q' d

0 ~, B" q# b* K" R) `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。
7 A8 V5 t( X- v7 O9 t# i: s3 d; V4 ~" y. N7 o1 l

/ x0 y9 V4 D+ f# F  c2 L  Y使用SI wave可以仿真谐振,下面是一个仿真图:7 j3 a. s0 y: ^: t, k
! E$ l  M2 w2 L0 S7 V

7 |0 ]7 ?5 k7 X$ m  s平面阻抗分析:! t$ [7 [8 |8 E/ I
3 H% h( p1 r2 s
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)。
$ S; F# L6 I* ^- Y4 y
% T+ F+ g! |4 l8 \+ F  y) Q使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下:
% z; Z& K2 e1 y5 {4 o7 P / E0 j9 e9 b) U5 @. Q6 L

$ b+ C. k$ @, I% h0 ^ ) h% t3 f* J) d+ v3 b3 Z) {5 m
评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。
0 u: d2 k0 G' Q4 M: N, w% @" a
; Z0 M( O- a2 L  M4 b  i ' H+ X  {" Y0 m1 L: P. f; h
其中:Ztarget目标阻抗
" g7 ]  ?  e* yPower Supply Voltage是工作电压
0 U: @# ~2 J: D# t1 ~Allowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
5 ]0 J/ K: F* N! m# @) }Current 是工作电流
; ~( P2 C  u# R. ?5 b; J$ s0 k) B7 \4 h2 C

( E0 C6 d3 b' Z0 u- H当然SI wave也可以仿真阻抗曲线,而且更准确,仿真波形如下:
! l4 I; ]8 _0 {$ o$ g) g9 e6 z
( L+ j& O0 Z% i$ X
5 E: o5 M; I$ U* _- T- N
; O/ w0 b2 w6 w3 q, f; K+ B' W
$ E) H5 \8 B& m) t' F4 d% P- w
  u' V3 x3 T4 a电源的测试:# ~2 W. m2 K3 ]8 C4 Y) L1 ?
4 `% b6 n2 i+ e& i( F
- s$ W3 s1 @! z# }" B
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。
; ^1 J3 o5 T6 B3 W, h+ o* k; K6 P
7 c5 {. {( j* o
      * K; A( g. k+ c, r

6 G! p1 r  A: v' o$ T8 w2 b0 H    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!! r# a& |2 ]$ d; g1 q* j
' R* Y7 Y% ^# Q, X

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forevercgh + 10 好帖!!!
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发表于 2008-9-27 18:00 | 只看该作者
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发表于 2008-9-27 23:47 | 只看该作者
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

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发表于 2008-9-28 11:06 | 只看该作者
原帖由 Allen 于 2008-9-27 18:00 发表
  P2 [7 E5 S% }, S4 K$ g' t3 j6 P看来有必要考虑开个PI的版块。

: n, i  j1 |4 e2 m) s0 [; Q% U4 G" R  ^& I& H- d  b7 f
这个想法要强顶!
/ M! w2 ?+ r# y- ]没有好的PI,谈何SI。
sagarmatha
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发表于 2008-9-28 11:13 | 只看该作者
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 楼主| 发表于 2008-9-28 14:31 | 只看该作者
谢谢shy2008的无私指教4 j6 S* w  S; }+ `3 W  H7 n7 X, O

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 楼主| 发表于 2008-9-28 15:43 | 只看该作者
对啦; @& g4 X& p# g( f0 H( D0 `( v
我想问问,进行CADENC的电源完整性的仿真是板级的吧
% k: n! H- o+ ^# @9 ]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 该用户已被删除
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发表于 2008-9-28 15:49 | 只看该作者
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