SIWAVE仿真与测试:验证电源地阻抗精度

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本文主要探讨了基于Ansys SIwave的电源配送网络(PDN)阻抗仿真与实际测试的对比研究。作者卢娴来自中兴通讯股份有限公司,针对现代电子系统设计中面临的电源完整性问题,特别是在小型化和封装电路板新材料的背景下,PDN设计的重要性日益凸显。随着芯片集成度的提升和信号速度的加快,确保晶体管电路获得纯净电源的需求更为迫切。 SIwave作为一款强大的电源完整性仿真软件,因其与主流PCB布局工具如Allegro、Mentor Expedition、BoardStation、PADS和Zuken等的便捷接口,已在设计流程中得到广泛应用。为了验证软件的精度和仿真实验方法的可行性和有效性,作者将SIwave的仿真结果与实际测量数据进行了对比分析。 仿真部分,作者使用了制造商提供的S参数电容模型,并在电容焊盘上设置了合适的端口。这样设置使得仿真环境尽可能贴近实际电路情况。而测试环境则采用了网络分析仪,具体型号为安捷伦的E507,这是标准的信号完整性测试设备。 通过对仿真和测试结果的细致比较,论文旨在揭示SIwave在PDN阻抗模拟方面的性能,评估其预测电路行为的能力。最终,作者得出结论,Ansoft SIwave软件的仿真结果与实际测试结果具有良好的一致性,证实了该软件在电源地阻抗仿真领域的高精度和可靠性,这对于电子设计工程师来说是一项重要的参考依据,表明了SIwave在电源完整性分析中的实用价值。 总结来说,这篇论文不仅深入探讨了PDN阻抗仿真技术的应用,还展示了如何通过实际测试来验证仿真软件的有效性,为其他设计师在选择和使用类似的仿真工具时提供了有价值的经验和参考。
2020-08-16 上传
SIwave中文培训手册,详细介绍了SIwave的使用入门基础,包括目录 1 现代 PCB 设计面临的挑战.....................................................................................................1 2 SI/PI 的基本概念,SI/PI 与 EMI 的关系...............................................................................1 2.1 传输线...........................................................................................................................1 2.2 特性阻抗.......................................................................................................................1 2.3 反射系数和信号反射...................................................................................................2 2.4 截止频率.......................................................................................................................3 2.5 S 参数 ...........................................................................................................................3 2.6 电源完整性的定义.......................................................................................................4 2.7 同步开关噪声...............................................................................................................5 2.8 PDS 的阻抗以及目标阻抗的定义...............................................................................5 2.9 去耦电容.......................................................................................................................6 2.10 SI/PI 与 EMI 的关系....................................................................................................7 3 PCB 前仿真——熟悉软件界面和基本操作 ..........................................................................8 3.1 PCB 数据的导入和检查 ..............................................................................................8 3.2 预布局阶段的设计与仿真.........................................................................................13 3.2.1 层叠设计.........................................................................................................13 3.2.2 平面分割.........................................................................................................14 3.2.3 添加去耦电容.................................................................................................14 3.2.4 仿真之前的参数设置.....................................................................................15 3.2.5 谐振分析.........................................................................................................16 4 布线后仿真.............................................................................................................................18 4.1 PI 仿真:....................................................................................................................18 4.1.1 谐振模式分析,退耦电容的作用.................................................................18 4.1.2 阻抗分析,阻抗和谐振的关系.....................................................................20 4.1.3 传导干扰分析和电压噪声测量,及其与谐振的关系.................................22 4.1.4 SSN 仿真(建议初学者跳过本节).............................................................25 4.2 DC Voltage (DCIR) drop 仿真....................................................................................33 4.3 SI 仿真........................................................................................................................38 4.3.1 信号线参数抽取.............................................................................................38 4.3.2 TDR.................................................................................................................41 4.3.3 信号完整性与串扰仿真.................................................................................42 4.3.4 差分信号参数提取和眼图仿真.....................................................................49 4.4 PCB 的 EMI 设计与控制...........................................................................................52 4.4.1 PCB 远场辐射分析 ........................................................................................52 4.4.2 频变源加入(建议初学者跳过本节).