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. u4 x. v1 a+ [9 U- `) R
此示例展示了如何将一系列连接的网络进行整体分析，同时考虑互连它们的串联元素的参数。 此外，本次系列还概述了如何添加电压调节器模型“Voltage Regulator Models（VRM）”，它们也可充当网路之间的电气和逻辑链路，以及如何开发设计电源网络的完整层次结构。
# {) _0 a' f& {. P3 B
2 M: q4 h% g! Z) x/ `6 h该示例为SpiritLevel-SL1参考项目的PWR_IN至5V的网络建模，并包括3.3V（VCCO）和1.8V（VCCINT）VRM，以创建完整的电源网路结构。: N) _# W9 H; `- h# h
5 S; z/ y4 l: ~! X
/ m" e( G7 T4 ]. E: U3 d" W+ T
7 \! ~- c" P* p4 i4 i" C) H* }8 z, r原理图电源网络+ B, b+ F# R. F6 z# Z) N, H) M& G$ V
4 A8 o7 s9 ~- n; o4 h4 e {) T. hDC网路设置% ~+ ^" D4 i! ~0 A. c! o
1. 选择 File » New Simulation。 v, X7 \0 T$ e. J% S' D
% v/ y; [; @6 H' P: M' N. A
2. 设置< Power Net> 为 PWR_IN 和 GND 。
/ f& r1 R* w) H& |- c. c& W
* v5 }8 [' A' k& y" E3. 添加Source 并设置为 J1。6 t& ?4 v$ A4 k, X( A4 X
/ H" v! N6 E3 v" K ]通过串联元素扩展网路
* D: H8 {- z; N4 t( O0 L要建模从PWR_IN网路到5V网路的完整电源路径，需要添加串联熔断器（F1）和开关（S1）元件及其中间网络。 在PDNA接口中，通过顺序地扩展电源网路来添加这些。 每个网络“扩展”通过通用串联元素模型连接。 串联元素不限于所有终端的单个RefDes。 例如，可以制作一个串联元素来模拟电感器，或者一个串联元素可以跨越多个元件，以防设计的一部分不需要模拟，或者因为电源在PCB上只有一个连接器，要通过该连接器接到另一块板的情况，这样不是一个完整的网路。: ~3 `3 B' \7 @& \
[$ s( d2 s; v1.右键单击PWR_IN网路，然后从上下文菜单中选择“Extend Network”选项。
9 e+ n+ j+ R' m p! ~
0 p3 S! H$ y0 d8 J, d6 z, @, }2.选择NetD1_2网络（桥接F1和S1的引脚3，及二极管D1的引脚2）。+ D) A% b w0 o- S$ l
; ^; T+ v- B$ Z/ Z' |! V5 i3.单击“确定”。 网络扩展进程将自动在两个网络之间添加一个串联元素。' \$ G6 d9 G U" F* E+ h
' I2 H& g( t& g
$ U/ I! ~. y# d' }" ~
% I5 k# o! |! a n& }; b& _
扩展电源网路
0 P5 [! u- G( h- M
. S3 m e# r9 j8 t4.双击“串联元素1”以在“ Device Properties”对话框中指定连接“ connectivity ”和参数“parameters”。
' J4 o* @4 w/ ?3 Q, U
% I' G4 r# Z4 L5 u" C+ Z; M串联元素模型由与电阻串联的电压源组成，可以对电阻，电感，二极管和开关等元件进行基础建模。 G: H: q8 n, m0 C4 l
# J/ f2 E6 k" k: a5.将 In和 Out终端的Refdes设置为F1。 T( [) Y5 L# K( c' N
9 \; s% R6 k& X2 H, y' m
6.将标称内部电阻设置为0.1Ω，然后单击“确定”。% h9 ^# A3 O: x$ J; E
/ v T' r h$ I# A4 ]2 Z* @注意：如果串联元素是半导体器件，例如二极管，则会指定电压降参数以及器件的内部电阻值。
1 Q8 e; V5 J$ t. o' x
. \& P$ G% \) S- b+ n
5 q$ S" y. s( z; E! e
, S, q5 s. r7 |- V; U
定义串联元素的属性
8 p3 b5 M" }* v. N; b' ]1 i
7 q( i: P3 D0 Q* y5 p4 @2 _$ w5 _: [7.右键单击NetD1_2，然后从上下文菜单中选择Extend Net。. c# T% F3 C5 w9 z
( @4 u4 i* K8 U! C; _+ s( V3 f
8.选择5V电源网络。
$ x6 H5 z, ^8 m% n* R- R$ Q2 b
4 y E& v7 [- g1 [$ a
* g7 Q% W! F; O/ @' L4 X, t) u N& _0 o( x& j2 F+ X# M
扩展NetD1_2网路: N/ O. T% x1 W4 ]+ h
1 K- H) n* m4 C6 Z, T1 V* ^9.双击串联元素Series Element 2。' H9 r7 O4 V2 w( S' X
3 n6 H" K3 W- i0 E( G
10.将 In和 Out终端的Refdes设置为S1。 P4 o0 }$ b( b) B4 a$ e0 ^" u3 G9 _
+ p: r3 [9 N- @11.取消选择 Group Pins by Name。
" ^( g: N; r2 j, j1 A3 S2 S0 F( D/ k
7 s+ c+ X6 k; e5 I12.禁用 Pin 1。! I; g5 @* B* o! _( o
* U! @( U# H2 N& E! ^. A
13.将标称内部电阻设置为0.1Ω，然后单击“确定”。6 R V/ F0 ^0 t2 g: o
# V+ W8 K" [- l
: g+ ~( a8 q2 T6 t# ?/ h* |
& u! V- u* \+ n# p0 g: Y添加串联元素2
- H! w3 a+ H1 ^" l& G/ t5 e
, ^- b" `, F2 v& J5 Y在这种情况下添加的串联元素是S1，它通过引脚2和引脚3将D1_2网络连接到5V输出网路。由于S1（引脚1）的备用输入引脚连接到其输出引脚（引脚2）， 不带负载电流，引脚1可以从网路分析中删除。4 Z8 o, r9 F% d* W$ E% |/ @0 E
% _/ n- J6 d7 A$ }! Y, N14.将LCD1作为负载添加到5V电源网络。( f5 S. |4 e+ e0 z. i% }( }7 j# `
0 j0 o% p8 O: u5 O6 X; d15.将Load Current设置为80mA，然后单击OK。: [' g) Z& u$ y6 `
9 W( f5 U2 q7 y: K4 k0 u; G, w$ @
. l: c( D% |# H; Y5 ^7 n: t& [
7 E& ?/ _" w3 J' D) a添加LCD1负载到5V电源网络5 u% W/ Q! H/ {) }7 N. k
# ~5 f% Y/ O1 a! D# Q6 `
16.开始分析。
6 G5 U" n2 o1 z1 |2 R& Q2 y4 F) g/ D9 o( u. I7 @7 m5 Y
& `! ]. u4 O+ T: W: M1 \0 Z, Z# {+ A- d2 N5 y3 O; S
同时进行多网路分析6 Z! | k3 W' n9 e# u5 S/ K6 U
& E+ k! P9 Z! m
包含电压调整器模型
2 `( `; j' v% mPDN分析仪提供有源电压调整器模型 “Voltage Regulator Models（VRM）”，可插入网路的电压输入和输出之间。 当添加到PDNA电源网路时，它们既表现为电压输入网路上的负载，又表现为电压输出网路上的电源。 VRM模型选项包括线性“Linear”，开关模式“Switchmode” 和遥感开关模式电压调整器 “remote-sensing Switchmode voltage regulators”。 电压调整器模型（VRM）在PDN分析仪中非常强大，因为它们可以在多个元件中定义，模拟整个稳压器电路的功能。 这样就可以在PDN分析仪中轻松模拟复杂多样的设计。
5 ?; r% O, L2 |: T( O
# N# x. z4 R- i/ W# P& YSpiritLevel-SL1参考项目使用线性稳压器来产生3.3V（VCCO）和1.8V（VCCINT）电源。 当VCCO稳压器（U3）添加到PDNA仿真网络时，它表示为5V输入网路上的负载和3.3V网路的源。7 ^; d5 C' {; j6 {% l) X
- s# r# c4 i$ Y7 g9 o7 ]+ S
+ t0 A" J# B9 m/ {
# b* S; w) `3 y. _
项目线性稳压器
9 E3 V% G% {9 j( j0 B9 N5 {
* C- p0 v: \5 x7 S% f% ?! e U1 a1.向5V电源网路添加负载。5 r4 v8 c' A8 D2 G6 H; \2 N
# K/ q- {: f$ z U1 v# Q1 R5 r, E2.在“设备属性”对话框中选择VRM (Linear)选项作为 Device Type 。
# _& {( G2 [- @5 f
6 ^4 \% f' y! X6 N3.将In 终端的Refdes设置为U3，将Net设置为5V。
$ F1 D( N; ^9 A% e8 b% T% Y# u; {# S+ E
4.将Out 终端的Refdes设置为U3，将Net设置为VCCO。
1 G2 ?3 C, u8 E" W% k
( s/ T- r6 q' Q4 }5.将Ref终端Refdes设置为R14，将Net设置为GND。
, K% z+ T- p3 Q" w Q) e& o
) m3 ?; G. Z6 M% d4 g! b/ U6.最后，请将Vout设置为3.3V，然后单击“确定”。4 I! Q. f2 J a6 F3 s) @5 a
% U1 S$ Q5 R h0 k" I
2 K! w. V/ ^- {4 Z) }! Y
2 [# r& _+ X5 A" g* c0 P用于VCCO电原网路的线性VRM
+ T6 p' V+ U0 p& r# H9 m' t: x1 z' u4 O6 [
7.右键单击刚刚创建的VRM负载模型（Load 2：U3），然后选择Add VRM To New Network选项。
2 t- h# U) {. f# ]) x. L
t7 Y8 d1 M( }/ D# T6 _这将自动创建VCCO网路，其中 VRM (Source 1: U3)输出侧模型作为电压源 (3.3V)。6 a' V! h% ` f& e
& d3 J, f7 J* O* b0 d
0 }& q% |! o/ [. ^$ G* X" I0 [3 P% M& p! A7 ~
从VRM创建VCCINT( e0 F3 a: g! y/ T
; J- \ B% W% U( B7 y( v, `* N; l注意：VRM是可以从任何源进行修改的共享模型。在此示例中，更改将双向应用于Load输入模型反射和Source输出模型。
( } x0 _4 E" X# P, P; W& z2 |) D ?/ `5 ?/ T h
1.将负载U1添加到新的VCCO网路。
0 D) p4 y5 E% J# n {5 z* \7 ^& G2 d S% v8 [2 g P
2.将Load Current设置为0.2A，然后单击OK
; o1 g/ k, n) T: w" p* X4 s" H- @/ f1 \2 \/ y; ^. d p
: B4 D) d' S+ W' r/ J" M# i
* ~- z* ]9 P N/ f向VCCO VRM添加负载4 r" [( H9 e" V" M3 M& e" z6 @8 J
g+ K# o/ `6 J/ E0 i7 ]1 g完成的电源网路布置现在包括通过3.3V线性VRM连接在一起的两个网路（PWR_IN和VCCO）。当在当前PDNA文件结构中选择网路层次结构的顶层时，网路图形提供电源网络互连的块图样式的概览。在此示例中，VRM作为负载添加到5V（输入电压）网路，然后用于自动创建3.3V（VCCO）电压输出网路，VRM为 Source源。最后，VRM作为Source添加到 output voltage网路，并且该模型作为负载Load 添加到 “input” voltage网路（(Add VRM To New Network或 Add VRM To Existing Network）。
2 z* ^9 F$ [0 K4 N2 G1 L4 |% o: X- V: G) z) P# I, g
9 x; y( R, Z/ t$ I* |
3 R+ v n/ \% v1 m( x网路块图概览
- h7 y& F$ u* o$ |$ i! d7 p) E6 K& D% a* i, n' v' e
同时进行多网路分析
2 `% S' a( d- V C) x5 \) b/ FGND网路的路径现在将包括来自PWR_IN和VCCO网路的返回电流叠加。 PDN分析将产生复合网路的结果，包括VRM。 从图形上看，当在PDNA界面中选择网路层次结构的顶层时，PCB编辑器将显示所有网路。 添加另一个VRM（U4）将完成示例项目的电源分布网路，并将1.8V电源输出网路（VCCINT）包含在内。
+ h; Q, G, D3 h# c. R1 N2 T1 P8 k
, w9 Z8 E* O5 ]5 r5 a4 W0 H+ o3 I
1 n$ C- z; V8 Q0 h8 T" k
( m* z# H( [+ A3 K8 }/ C7 w4 q第二个电源网路线性VRM
% C/ E- s) q* h0 V" a5 c$ _/ P' {& S- u5 S+ a/ I
1.单击网路模拟设置，PWR_IN。
4 k- h9 I# m. Y0 Q
9 m/ `. B9 F4 m" U2.添加 Linear VRM到5V网路，参数如下。
2 n1 o* Q; D! R# Y, C) l5 g3 I Q' N, Y* ]. L. Q9 G, }9 a9 q) u
设置 In 终端Refdes为U4，Net为5V。 p5 {8 f+ M2 G7 O/ K' d" |
, p9 O M# A$ s: d. E
设置Out终端Refdes为U4，Net为VCCINT。$ l! U' g! G: j9 T9 u; p. P
; z3 J8 f( l& J5 X9 g6 p
将 Ref 终端Refdes为R19，将Net设置为GND。* M" E- r' U1 e b
* x1 R" \7 `, U* `" x6 g
将Vout设置为1.8V。
& d3 F: \+ J& q- S
0 t6 m# g$ r/ R3. 完成VRM，单击“确定”。
- z+ G# K: A1 Y! C6 q$ m6 ?' I
9 j2 G; ?5 g$ h F/ e
& o3 ]: p: R/ h( M6 `$ \2 l) O$ t
% O @* ]+ J1 j* s# y0 P& g用于VCCINT电源网路的线性VRM
4 m) X& T9 H2 S% r
5 l, c* Z) b8 `, |/ J4.添加VRM Load 3到新的网路以创建1.8V（VCCINT）电源网路。
' r; z: [( i* P1 e8 Y+ U. Z! t2 H/ ^& `0 [( |
9 T) ]+ [! B/ j% a( k, o' j5 G, g" c5 f2 ?7 H
创建VRM的VCCINT
% Z( a8 G1 k. g9 A% ?2 d0 \( x. d/ ~1 B4 ?4 h6 G1 o ~
5.添加Load U1到VCCINT网路。! [7 ^* E/ j7 P: B! A r: g
: g, F4 ?. B& \6.将Load Current设置为100mA，然后单击OK。
3 s* {/ P4 Y' }, d/ g8 D8 i) ~0 ?9 X3 p, ]6 U* W3 s- p6 L
4 ^ `1 E" [+ ]8 p4 u
* O+ V0 X& d- k添加一个负载到 VCCINT VRM
. F- k8 a2 \2 P8 x7 I
7 F! U) k: J! |; x2 Q7 S% }: x" R7.右键单击网路模拟设置，Unnamed simulation(1)，然后选择另存为 Save As。
% E/ ?* F0 }8 e- C4 ?% D" z
' K4 }! W% ~/ D& J
2 d8 }2 c1 S6 B, d' F
- ?) J: [, q) f; E7 }: Z# q
同时多网路层次结构
; b; n0 Z6 _7 x3 Q0 k) z L( J6 X0 I; V% `' L5 l# R) M
8.在项目目录中选择文件夹ConfigFiles_2.0。6 U S* t( [, }
6 y2 O/ O" L. b1 y3 p) T/ h& E3 q9.将文件名保存为 Example 2。5 t% K5 \, R! d) X4 F, A" E
7 X# l3 c; u" D7 A
注意：PDN配置是一个文件（* .pdna），它捕获并保存现有分析设置中定义的所有用户设置及相应的数值。 配置文件使您可以保存和管理任意数量的分析设置以供后续使用。) a" d+ n: n4 \" [
9 |' s0 A2 a& z8 [$ e
7 I& \5 e1 B" E( e! p. P8 m8 v
3 S8 l3 A2 ^9 w
保存配置文件
" J# A3 B! m* P* A6 {( f
7 l" `# _# s }5 c6 n* W- g10.启动分析。$ |6 E# M6 Y0 R% f7 ? O
2 F& l1 O- B1 h9 [/ J
PDNA接口网路层次结构显示所有三个互连的网路。 PDN分析将产生包括VRM的复合网路的结果。 GND网路现在包括所有三个网路的返回电流，这三个网路使用公共的GND层形状。 w& y; O1 H# w% w" K3 I7 C
n( ] u" R4 b7 W* F
+ w( ^" ]& j/ G6 f/ E) v- N6 P* E3 O$ b* B- J9 B) C
可视化同时多网路PDN分析
- p9 _& s. s, [4 w+ E+ c3 {9 u. J+ U
注意：该三个示例都使用SpiritLevel-SL1设计。 一般情况下，这些文件可以在altium Designer安装文件夹的目录地址找到：C：\ Users \ Public \ Documents \ Altium \ ADxx \ Examples \ SpiritLevel-SL1。 |
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发表于 2020-10-15 14:40
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