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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& n2 \6 ?; a) S5 z
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.
$ a3 n: p: [. h4 t4 E0 l% z4 O0 F3 l+ `6 L: {3 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。! X0 F% B1 q. N3 |, t

6 i( n* F% ~: c: Q" u- L电容、平面滤波的频率特性图如下：
- x$ U( Z! s* F% ~3 ]0 W7 r 4 V  w* g8 Y; ]$ e) q% u. Z
/ ~9 _, p+ M- S/ J" g- w

) g( E2 n$ r% r5 n7 r
( J6 \0 ^0 s1 x% X: D* x谐振特性分析：
4 D: d0 f: G3 K) t
- c% T/ I( z5 ]  B7 ]# D* G! F+ ]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。
9 E9 Y) q6 N( _  G& ^/ ^- W$ V' V3 z
 : V  p' w, H* _+ p7 }
使用SI wave可以仿真谐振，下面是一个仿真图：
0 D( F0 e1 i3 g- {; U$ e8 S7 C1 I4 J 1 W8 D3 b$ }9 f$ |1 b8 [8 H
: T8 z' W; u1 V" t8 ]2 C5 J6 B
平面阻抗分析：2 G4 F8 v0 ?3 R$ ~, q

$ X, p' x% z" ^+ p' ?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）。5 E2 r. o$ w* K/ z9 {! H2 S
$ e& R# i1 C$ C- n
使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下：
5 X- Q* o9 A* B% s3 r# t 6 V2 a8 B, ?% e* `; Q
4 m/ R, K0 M8 K1 h: K0 t$ Q

0 T6 m+ X" [; k6 B$ \评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。$ t2 \) `8 D) X6 D, z% V

% c9 l5 }. Q; T5 u
5 v& f& v, Q1 h. V) {; M. x+ \其中：Ztarget目标阻抗4 [+ i- W5 E1 V
Power Supply Voltage是工作电压
; N- b- {! B3 G( g. wAllowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
' B# c; [9 `1 l* B9 mCurrent 是工作电流
8 |6 V' K" z  d' p; ]) k% G0 A  A5 V$ |

1 I$ I$ C& b; p+ n当然SI wave也可以仿真阻抗曲线，而且更准确，仿真波形如下：
3 e7 {  n9 e% e6 i0 M+ J( L- T8 b' b. z
+ O' g& Y: F5 I
0 O2 G* h0 D& [
2 {. T# M, @/ K6 p/ {: o
/ S& W) k8 d2 q# o/ W! u
电源的测试：
" G- I% p  V+ m1 c/ p3 y3 O+ d% q  {* q+ _

& J2 J/ s0 P1 E' N$ d& K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。
& C: H1 v3 G6 O5 L$ T  V; k 7 s* s' J/ B0 D$ P  B# T
      - a! N8 D* v8 t5 m

! R) q% M$ Q5 ?4 J8 Z+ e9 W    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！
, {0 e) V. C9 x : V6 ]/ H5 `9 W8 ^. L6 R3 [
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
5 z" r# z& ], w: K  t看来有必要考虑开个PI的版块。

/ P* ]0 H! s% D+ L: V* y. r& J( a, t/ i) _
这个想法要强顶！
  {/ n- p1 Z6 w+ v5 B0 W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* ^1 C/ a8 g0 R
作者: 天空之城    时间: 2008-9-28 15:43
对啦
) O. I6 \5 `' h我想问问，进行CADENC的电源完整性的仿真是板级的吧" ?0 c9 U7 F" Q0 w; `# o, M4 L' ]
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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