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.

7 x% P# m. ]1 k7 E" O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。

电容、平面滤波的频率特性图如下：
/ z8 d( \- Z7 B) v; q' i
7 G. G7 p! h) f1 g; t8 v1 h
# l' D$ k( v! L1 I+ r

: h: x- {: P  \% I% l$ D谐振特性分析：

$ r* x# c: O  v1 s/ z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。
3 l, L1 C9 a. c0 o
6 F. c9 K1 _4 b' I- A5 x
使用SI wave可以仿真谐振，下面是一个仿真图：

" K8 E( L7 G3 `# \
7 O$ F$ N6 t( w  ?- w$ F4 h平面阻抗分析：

/ W4 ]+ l& p% a+ Y* ~* ^( s$ I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）。

使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下：
/ o8 J$ B6 v: {! w% k


* Z, a3 G. |" u. l( j, |8 }/ v评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。
, W, {+ Y$ y3 D) ?9 g& Y5 U

其中：Ztarget目标阻抗
; a, }& N+ f$ Y) TPower Supply Voltage是工作电压
Allowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
, q7 O/ r* P  m( uCurrent 是工作电流


( @4 b4 A7 `* s& h) g; N$ Z( J当然SI wave也可以仿真阻抗曲线，而且更准确，仿真波形如下：
! U+ [6 {& ^+ D! Q
: p8 M; y8 q4 Z6 ]6 Z# G4 b
% A) A6 {! h8 g# E9 Y- S

1 m1 }/ ?; I8 r# N. R
电源的测试：
) q  U5 W2 U. l6 p6 n; P* F1 y

( W8 Y: Y1 P* d3 Q! N& p" I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 |" t3 y- g" N* Q- u
      

0 h, A! x8 [2 k! P; I$ y2 g    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！

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
# O2 n  q' W, a3 Q& L看来有必要考虑开个PI的版块。

3 K+ R$ r; w$ M+ ]- s; J6 G7 d
6 b& p4 {3 Q7 Y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
我想问问，进行CADENC的电源完整性的仿真是板级的吧
4 l* H7 I' Q, M+ T- `. [" o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