Cadence 電源完整性仿真實踐(二)

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通過以上步驟對每個平面進行了單節點分析并觀測了響應曲線,接下來將觀測平面對的目標阻抗是否滿足要求,通過選擇電容器的方法來減小含有電容器阻抗響應曲線中的反諧振波峰。在SigWave窗口中所顯示的Impendance with Caps曲線上單擊鼠標右鍵,選擇Add Marker->Vertical,拖動垂直游標,移動到響應曲線的反諧振波峰處。反諧振波峰大概發生在39MHz,這就意味著將選擇諧振頻率接近39MHz的電容器來減小反諧振波峰。

在Power Integrity Design & Analysis 對話框中選擇Cap Libraries,選擇S1-S2,展開.../npo_0603_caps,通過比較選擇一個其諧振頻率和反諧振波峰頻率相接近的電容器。最終選擇CAP_NPO_0603_22N。諧振頻率為39MHz。

點擊OK回到之前對話框,單擊Single Node Simulation,顯示SigWave窗口:

可以看到所添加的22nF的電容器的確減小了再39MHz附近的反諧振波峰,當前波峰阻抗值要比原來的波峰阻抗值要小。可以以同樣的方式繼續選擇電容器,重復以上步驟,直到響應曲線滿足目標阻抗。不斷的選擇電容器,進行單節點分析,觀測結果。點擊Cap Libraries,打開npo_0603_caps,滾動電容器列表選擇電容器。選擇以下電容器:

CAP_NPO_0603_100N ??CAP_NPO_0603_12N ? ?CAP_NPO_0603_1_5N?

CAP_NPO_0603_1N ? ? ??CAP_NPO_0603_220P ?CAP_NPO_0603_2_2N?

CAP_NPO_0603_2_2U ?CAP_NPO_0603_330P ?CAP_NPO_0603_33N?

CAP_NPO_0603_390N ?CAP_NPO_0603_3_3N ?CAP_NPO_0603_470P?

CAP_NPO_0603_5_6N ?CAP_NPO_0603_680P

選擇好電容器后,單擊OK,點擊Single Node Simulation:

可以看到,通過使用所選擇的電容器,基本達到了所要求的目標阻抗。接著來看一下電容器的合成曲線,觀測所選擇電容器的合成曲線是很有必要的,這些效果產生的原因是由于電容器的阻抗效應,因為任何電容器都有阻抗。單擊Cap Libraries,在npo_0603_caps上單擊鼠標右鍵,選擇Graph All Checked。

選擇Hide All Subitems

右擊Composite,選擇Display

再打開剛才的Impedance with Caps曲線,方法是右擊選擇Display

? ? ?合成曲線的阻抗值在頻率低于900K的范圍內要高于目標阻抗。含有電容器的阻抗響應曲線表明在頻率低于900KHz的范圍內,電壓調節模塊和去耦電容器發揮作用,使得平面的阻抗維持在目標阻抗以下。當頻率高于900K低于400MHz時,陶瓷電容器使得平面的阻抗維持在目標阻抗值以下。當頻率處于900KHz到25MHz之間時,合成波形處于目標阻抗值以下。在這兩點之間,單獨電容器的并聯阻抗保持平面阻抗處于目標阻抗以下。當頻率高于25M時,單獨電容的并聯阻抗與平面間的電容保持平面阻抗處于目標阻抗值以下。當頻率高于400MHz時,單獨電容器的合成阻抗不能再維持目標阻抗,在這點以后,平面間的電容保持平面阻抗處于目標阻抗以下。

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