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電源完整性仿真入門:PDN阻抗分析與仿真軟件操作

  • 2025-03-31 09:39:00
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一、PDN阻抗分析的基本原理

電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)的阻抗分析是電源完整性仿真的核心內(nèi)容之一。PDN的阻抗特性決定了電源網(wǎng)絡(luò)對瞬態(tài)電流的響應(yīng)能力。阻抗分析的目標(biāo)是確保PDN的阻抗低于目標(biāo)阻抗,以避免電壓波動和噪聲問題。目標(biāo)阻抗通常通過開關(guān)IC引入的電流和允許的電壓紋波來計算。

 

在分析PDN阻抗時,需要考慮寄生效應(yīng),包括電源層和地層之間的寄生耦合(如層間電容)、導(dǎo)線電阻和回路電感等。通過頻率掃描可以確定PDN的阻抗譜,并檢查其是否滿足設(shè)計要求。

 

 二、仿真軟件的操作界面

 1. Siwave軟件界面

Siwave是一款廣泛用于電源完整性仿真的工具,其界面布局包括工作空間、工具欄和消息窗口等。工作空間用于顯示電路板的層疊結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)信息,工具欄提供常用操作功能,消息窗口顯示仿真過程中的相關(guān)信息和錯誤提示。

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 2. 常用熱鍵

- Shift + 左鍵拖曳:圖像平移。

- Alt + 左鍵拖曳:圖像縮放。

- Ctrl + D:適應(yīng)所有視圖。

 

 三、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置

 1. 層疊信息設(shè)置

在仿真前,需要設(shè)置PCB的層疊信息,包括每層的介質(zhì)厚度、材料、介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角等。

 

 2. 過孔焊盤參數(shù)

設(shè)置過孔焊盤的鍍銅厚度和材料參數(shù),以確保仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。

 

 3. 仿真頻率范圍

根據(jù)設(shè)計需求,設(shè)置仿真頻率范圍和掃描點(diǎn)數(shù),以覆蓋目標(biāo)頻率范圍。

 

 4. 電容模型添加

在仿真中,需要為板上的電容添加相應(yīng)的模型,以模擬實(shí)際的電源阻抗??梢允褂梅抡婀ぞ咦詭У碾娙輲旎蚴謩虞斎腚娙輩?shù)。

 

 5. 電源Port設(shè)置

在電源網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出端添加Port,確保仿真時能夠正確測量電壓和電流。

 

通過以上步驟,可以完成電源完整性的基本仿真設(shè)置,為后續(xù)的阻抗分析和優(yōu)化提供基礎(chǔ)。