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?

Allen

这是小马过河的问题，很难说到底能不能帮你解决问题，但做总比不做强，至少可以得到些启示或指导方向。

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.
" ]3 w, F( o6 I
' J+ X( N( Y4 z# K1 b- P. T+ W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。

" g3 O7 ~9 M% S0 p) L& h. ^电容、平面滤波的频率特性图如下：

3 G# {# \: u4 h: N* J. Z2 V$ l
# x, k$ j3 z$ _* H
7 ~8 A- t; y  t9 C, ]
: H0 _+ m5 H0 V$ n  e谐振特性分析：
1 a4 w. S0 V4 p
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。
' i( [! g- x% i# d* u2 {

使用SI wave可以仿真谐振，下面是一个仿真图：

. ?$ r! i$ R2 r* ]) B4 S
平面阻抗分析：

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）。
- n& D) M) L$ C6 F2 T
+ [; i  n5 Y  `# P6 E7 A5 y! a使用Cadence的SQ PI仿真的波形如下：
7 a' n/ s) S0 [: P8 ]0 `" B" ?
: E/ k$ W1 m/ J; Q# v9 i

2 j2 y# x8 R6 X& M, n$ N* Q. X评估该波形是否满足要求使用的是目标阻抗这个参数。

9 T. [8 p! J5 }0 b
其中：Ztarget目标阻抗
Power Supply Voltage是工作电压
/ r: K4 N7 j6 x8 E$ BAllowed Ripple 是允许的工作电压纹波系数
2 l2 z* C: @5 P- m+ _7 }6 S; g/ {Current 是工作电流
+ |$ o+ H; k7 v

& R: Z: N) m- x" z当然SI wave也可以仿真阻抗曲线，而且更准确，仿真波形如下：





% \% p6 D  L1 ^# R, J% v" U电源的测试：
) I% I$ j3 X6 A1 N' E. s

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。
5 e1 w9 r% W5 A8 f
% M/ y8 }: g, F2 ?      
, ~; s2 |1 W3 ^2 V3 n
    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 z1 F  o  q% G; L/ ^* J6 i' `
7 H$ Y: l# ~$ U' y6 R: }$ K- t7 F- t

Allen

看来有必要考虑开个PI的版块。

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。

  z* Y3 z1 _6 R# ]* L
. y  Q- I) O$ f3 U5 w这个想法要强顶！
没有好的PI，谈何SI。

Allen

原帖由 forevercgh 于 2008-9-28 11:06 发表

) n9 `( c5 p( J5 z8 I
- T# g1 f" S) h' o3 z7 L! T0 ~( Y这个想法要强顶！
没有好的PI，谈何SI。

( q: Q  [' S) U+ ]! h% S5 O别急，等先找到高人来做版主才能开这个版块。

天空之城

谢谢shy2008的无私指教

天空之城

对啦
8 ]4 H/ p) _- H0 J0 X" u2 h# K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

Allen

器件里电容的模型肯定必不可少，其它IC类倒不需要，知道它们的功耗相关参数即可。