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
% ~) P( v' w, n. S4 f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 L7 r% w8 D6 A1 B1 E1 ^+ s
, c: s% N) H; g3 p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：
- V: l' m7 G6 C7 x



$ C8 C  K3 f6 s4 S8 c' W谐振特性分析：
! T; H" ?* N$ P) e# b
) x- R. q1 ~* Y- ~3 x* u9 h  Y; 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。
* B/ m2 y( \9 p5 V3 S/ `% E5 V5 W
! B. n. ~7 e3 @! |7 p9 O  y9 N3 ?4 r
使用SI wave可以仿真谐振，下面是一个仿真图：
4 \% G& Y) A& Z2 ]  w  ^- N
4 }- ~: D4 G' |# L3 D
平面阻抗分析：

& I# n& ?8 T- m1 [# \1 |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）。
  R. g0 C! V6 k
使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下：

1 v! D2 u- V6 c( i* q/ n, s. K$ A3 k# s; V
0 b; Y% b" ]0 K+ L
评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。
& a7 L1 j' f8 G8 R, ]  K1 U$ c
: {4 A! L% M$ r9 ~3 y" x
其中：Ztarget目标阻抗
Power Supply Voltage是工作电压
' O$ X6 c9 \& ^9 K  I# n: n+ eAllowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
Current 是工作电流
% `) b: [" t9 R! ]+ R4 h
  j8 ^7 k3 p. t' q* [9 X0 R, W
0 \& O0 d4 l( h8 _6 y当然SI wave也可以仿真阻抗曲线，而且更准确，仿真波形如下：



( M4 Q7 s0 g% m4 [! h, F$ E2 Q- E

电源的测试：

1 K0 U) }% Q, l( M2 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。
# Z6 L) m3 d. k8 E" Y8 j& a; P* T4 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！
3 {; K" o( u' L" |

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。

- K8 _8 }, D/ I) F0 T
! q1 `5 V) e& @  ~这个想法要强顶！
! Z5 a5 k6 _; C) Q没有好的PI，谈何SI。

天空之城

谢谢shy2008的无私指教
5 t% j5 h3 d' t3 X

天空之城

对啦
1 ^% l2 V& x. x. S( N- D我想问问，进行CADENC的电源完整性的仿真是板级的吧
: e  ~  I$ Q6 J  ?/ ^# l( Q( 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