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本帖最后由 HelloEE 于 2019-11-27 14:49 编辑 ( B6 [; J' s: e- V( A
% Q. h: q! z+ L$ j. ~层叠压降仿真需要以下几个步骤:
8 S/ C, B' Y8 i1)导入PCB板
% ~( x* r* j9 B+ r r4 P, v3 G& @ hyperlynx支持hyp类型文件的导入,这种格式可以通过大部分PCB绘制软件通过转换获得,在这里就不详细描述了。下如为转换得到的PCB图。
% I2 o L1 b0 ^# R+ H该板主要是用来给一些FPGA等芯片进行供电,因此需要进行一定的仿真,观测局部压降以及局部电流密度。( I1 {8 n; N( a
(2)设置层叠参数- S- z! ^9 I$ f9 p; _% t3 N% |
在软件界面的setup中,找到stackup,设置每一层所用材料及相关介电常数、铜皮的厚度,注意单位的选取。
7 j, d S( @! i, B4 H5 T3 W' j(3)批注电源网络- Z( u' f4 z8 X6 B+ r# H- k
虽然hyperlynx会自动识别一些电源网络并分配一定的数值,但是个别数值可能与实际数值有一定不符,这时候需要手动修改以下。
1 }3 f2 x2 [/ l* E% o 在菜单栏的setup中找到power supply进行修改及检查。确保网络数值为实际数值。 # y" F+ Z0 h- W
(4)分配供电及负载模型# X# |" x& {- ?; Y! T0 w+ i! D
这个过程实际就是分配哪些网络是供电端,及电源分配网络VRM,以及得到电源的受电端,毕竟LDO或开关电源或负载都可以等效源,只不过是吸收与供给能量不同而已,你可以都认为是源。点击菜单栏中的红色圆圈如下选项。 : h( D) V( D5 _! p3 I+ ?/ C* Z
弹出如下界面: 选择我们需要分析的网络,这里我们选择VCC 12V0,即12V的电源网络,右侧界面会自动识别出12V电源网络部分。 点击assign 会看的4个需要分配的电源器件 每个器件只有电源为12V网络的引脚才会显示出来 选中部分引脚,进行分配,由于U2是电压供电网络,因此需要分配VRM model 分配好如上图所示,并分配参考网络为GND。
- `) \6 R( l; I+ u" a 分配界面如图: % T( p7 a# h' e3 I6 X: u
R和L为相应的阻抗,可根据芯片手册实际参数进行设置,如果未提供,保持默认值即可。
3 h& U# F# @; S- `+ b 由于X1与X3为受电网络,故分配DC sink model + ? Y4 V% N8 s% a- L& A; K1 D# J9 U
图中,0.5A代表负载需要的电流,阻抗即为负载直流电阻大小。+ }+ y+ l/ t. Y0 h; ~& r
都设置完之后,如果在两个电源网络间接有小阻值电阻或者扼流电感,那么这两个网络都需要进行分析,因为它们虽然实际数值一样,但trace网络不同。这时候就需要在power supply处进行添加,并且
; `, p7 \+ O. |6 G5 P) Q# G9 a# T& o+ Q在该界面设置相应电阻值或者电感值。 (5)运行仿真
& `9 R k/ o6 w$ n: G 会自动弹出一个报告,上面写有每个引脚的电流和电压数值。
- C( }( E2 p/ Y n# Y% I \ 我们可以打开红圈所示区域。
# C; J- G; A- ^. `) E) x观察相应的电流密度 可以发现,在路径较窄处,电流密度较大,达到了91.4ma/mil2。按照1oz铜铜厚1mm线宽可以通过1A电流来算,1mil大致可以承受25ma,大部分都处于该标准以下,只有这局部需要进行拓宽调整。因此可以增加走线宽度,降低电流密度。 下图为压降显示。
8 o& o+ R# S" d0 |6 U* `也可以看到,受电流密度影响,导致较窄的线区有一定压降。0 O& t4 b, u3 t. ~9 { S/ C
热分析仿真:
9 R: N. P2 f7 A+ E 热分析仿真比较简单,可以在压降仿真的基础上直接点击菜单栏的有个温度计的图标。
K" _, j5 w6 B" J- T可以看到由于供电网络主要集中于中间区域,故整体温度较高,但并未达到过热的状态,因此在室温下可以不用散热。 |