电源完整性仿真入门:PDN阻抗分析与仿真软件操作
一、PDN阻抗分析的基本原理
电源分配网络(PDN)的阻抗分析是电源完整性仿真的核心内容之一。PDN的阻抗特性决定了电源网络对瞬态电流的响应能力。阻抗分析的目标是确保PDN的阻抗低于目标阻抗,以避免电压波动和噪声问题。目标阻抗通常通过开关IC引入的电流和允许的电压纹波来计算。
在分析PDN阻抗时,需要考虑寄生效应,包括电源层和地层之间的寄生耦合(如层间电容)、导线电阻和回路电感等。通过频率扫描可以确定PDN的阻抗谱,并检查其是否满足设计要求。
二、仿真软件的操作界面
1. Siwave软件界面
Siwave是一款广泛用于电源完整性仿真的工具,其界面布局包括工作空间、工具栏和消息窗口等。工作空间用于显示电路板的层叠结构和网络信息,工具栏提供常用操作功能,消息窗口显示仿真过程中的相关信息和错误提示。
2. 常用热键
- Shift + 左键拖曳:图像平移。
- Alt + 左键拖曳:图像缩放。
- Ctrl + D:适应所有视图。
三、关键参数设置
1. 层叠信息设置
在仿真前,需要设置PCB的层叠信息,包括每层的介质厚度、材料、介电常数和介质损耗角等。
2. 过孔焊盘参数
设置过孔焊盘的镀铜厚度和材料参数,以确保仿真结果的准确性。
3. 仿真频率范围
根据设计需求,设置仿真频率范围和扫描点数,以覆盖目标频率范围。
4. 电容模型添加
在仿真中,需要为板上的电容添加相应的模型,以模拟实际的电源阻抗。可以使用仿真工具自带的电容库或手动输入电容参数。
5. 电源Port设置
在电源网络的输入和输出端添加Port,确保仿真时能够正确测量电压和电流。
通过以上步骤,可以完成电源完整性的基本仿真设置,为后续的阻抗分析和优化提供基础。
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