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?

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.
2 ]3 `7 C. A0 b) m  t0 h9 y8 ?
' _5 F. d$ K( O! J0 G5 |$ 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。
$ o* A' d! d  b" d4 x, t6 E
& k+ A+ n$ X0 G( ]$ W, P电容、平面滤波的频率特性图如下：

/ k- m6 c% F+ O
- D+ c  N8 P3 a4 f9 Q. \- E
* \8 |- C9 b! e+ r6 R, T; ~
谐振特性分析：
6 ?( L8 ?+ Y& `# E- v
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。
% {# W$ a) S7 v8 i+ J3 W

" G, x+ g' C; n$ o5 V& y6 c使用SI wave可以仿真谐振，下面是一个仿真图：


- Y5 z* }" }# Z1 Y$ w平面阻抗分析：

6 g: j( O$ j6 d; V4 D" v( h% [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）。
. a* ^4 \+ M+ Z& Q1 u
4 Q: d- u0 R* L/ h, p4 @使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下：


* T- t8 |( l4 l1 J7 L  r6 [. |5 u
4 v( o' a( b  G7 S0 P: [评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。


其中：Ztarget目标阻抗
Power Supply Voltage是工作电压
/ \0 H/ p/ e% w$ s  IAllowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
Current 是工作电流
& a7 j: t* v2 j7 s
5 @. _" n$ j  \) G7 f- O" J
) F8 ]6 B: C8 R1 P: {" @当然SI wave也可以仿真阻抗曲线，而且更准确，仿真波形如下：

/ a$ U* I4 e# ?
* x! {+ x) L6 E8 `* r$ G3 L3 G
: g% E8 g( t) D  ?

/ ~0 L; W; ?+ k; r, s( Y8 I电源的测试：
8 C: \  z$ O% H8 c1 @2 K  h

8 N0 G) x6 ?2 q. c$ Z- M6 [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。
3 x1 D1 C% t& q* a$ W1 j
) r- I/ X# p* ?2 G( u8 v" k      

    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！

& ^. l! f+ D4 ?+ s- z

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。

6 @& q/ V( I6 d* d* C& t
这个想法要强顶！
没有好的PI，谈何SI。

天空之城

谢谢shy2008的无私指教

天空之城

对啦
5 X; ~2 a" l% u我想问问，进行CADENC的电源完整性的仿真是板级的吧
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