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
& g# b) d; i  M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.
. M) _& e  K8 [: ?3 Q
" h  j4 L  Y! E2 ]4 I2 o7 _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。
0 Y! ^. c: Q% ]7 [5 J$ z
电容、平面滤波的频率特性图如下：



$ u! V: @' ^) s
谐振特性分析：
* t/ N( N! S  C
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。


+ l, z+ ?5 k( A' F( {0 G  t使用SI wave可以仿真谐振，下面是一个仿真图：
7 g% q) p7 D0 D; h
2 R1 {; O! |5 ~; o- T: d# e4 k
平面阻抗分析：
1 s( e0 w, J2 k! m" K3 }6 T
+ Z! p( D& O8 Q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）。
2 `4 U! M0 p% i
使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下：
  _3 w3 S3 N5 }
% o+ i. W$ o% f+ n2 q% _8 O
+ O( j  ]  T) J; O& a2 ]
评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。

! V0 E. T4 t7 o; S
1 u) }$ L: Y4 E其中：Ztarget目标阻抗
Power Supply Voltage是工作电压
$ }9 L8 ?' J2 TAllowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
Current 是工作电流


# T2 T- p  ^* ]* d7 V( M. |. N7 u当然SI wave也可以仿真阻抗曲线，而且更准确，仿真波形如下：


( L5 G" N2 t) n/ o0 Q


电源的测试：
7 c; C% T% G- ^# j" f2 Q

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) N, }1 p. K+ o
2 F) d- d) D3 Q; Z% g' i8 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！

' X( m# Q( @' W- Q, h' \

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
) V5 V" y) c- h( o! y9 j看来有必要考虑开个PI的版块。

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
% B& [( W! Y4 Q( r0 b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