Cadence Sigrity仿真--SPEED 2000Generator 高速PCB板EMI仿真

由于PCB板上的电子器件密度越来越大,走线越来越窄,走线密度也越来越高,信号的频率也越来越高,不可避免地会引入EMC(电磁兼容)和EMI(电磁干扰)的问题,所以对电子产品的电磁兼容分析以及应用就非常重要了。但目前国内国际的普遍情况是,与IC设计相比,PCB设计过程中的EMC分析和模拟仿真是一个薄弱环节。同时,EMC仿真分析目前在PCB设计中逐渐占据越来越重要的角色。

PCB设计中的对EMC/EMI的分析目标

信号完整性分析包括同一布线网络上同一信号的反射分析,阻抗匹配分析,信号过冲分析,信号时序分析等等;对于邻近布线网络上不同信号之间的串扰分析。在信号完整性分析时还必须考虑布线网络的物理拓扑结构,PCB介质层的电介质特性和介电常数以及每一布线层的电气特性。现在已经有了抑制电子设备和仪表的EMI的国际标准,统称为电磁兼容(EMC)标准,它们可以作为PCB设计者布线和布局时抑制电磁辐射和干扰的规则,对于军用电子产品设计者来说,标准会更严格,要求更苛刻。对于由多块PCB板通过总线连接而成的系统,还必须分析不同PCB板之间的电磁兼容性能以及接口电路和连接器的EMC/EMI性能。

EMC/EMI的仿真需要用到仿真模型

EMC/EMI分析要了解所用到的元器件的电气特性,之后才能更好地具体模拟仿真。目前应用较多的有IBIS和SPICE模型。IBIS(I/O Buffer Interface Specification),即ANSI/EIA-656,是一种通过测量或电路仿真得到,基于V/I曲线的I/O缓冲器的快速而精确描述电气性能的模型。

效果:

1. 启动SPEED Generator,load layout file。注意在Layout Check Mode中选择EMI Simulation

2. 先删除系统自带的观测点,太多了。选择左边monitor component voltage,ctrl+A选中跳出的窗口下面的观测点,全删掉,点击OK。

 

 

 

3. 选择要仿真的信号,在net manager窗口先右键disable all nets,再搜索想要仿真的信号,右键enable;enable power 和 gnd,设置VDD的电压值为1.5V,pair net 为GND,如图。

5. 设置器件,setup选择component manager,右键enable U0和J1,即DQ14/TDQ14的发送接收端。

 

 

 

6. 设置器件IBIS模型,点击edit,再点击edit IBIS,选中准备好的IBIS模型ctrl.ibis。

7. 设置TDQ14参数,选中TDQ14,设置enable列为输出output,package mode为Pin RLC;选择stimulus为new,会自动弹出new model对话框,设置参数如图;V1_1  1  2  RANDOM_BIT ( 0V 1.5V DATA_RATE = 1.333g  POLY = 5  TR = 0.1n  TF = 0.1n );发送端勾上Sgn Mon。


9. 设置观测点,点击左侧monitor component voltage,点击鼠标左键选择观测点左边信号,鼠标右键选择右边信号,然后点击add,观测点自己随意添加

10. 选择仿真时间,EMI计算时间较长,这里只选5ns了,快一些。

 

 

 

11. 生成仿真网格,点击automatice...

 

12. 选择仿真频率

 

 

 

13. save保存文件,然后点击开始仿真

14. 仿真结果查看,在setup选择信号,我们选择TDQ14,然后选择所有层

15. FCC图标设置,选择周期性,每次的周期,以及到周期的多少倍频,点击apply,如图

Ev 表示垂直方向的辐射强度吗,Eh表示水平方向的辐射强度

16. 还有这种形式的,不过看不懂,需要学习一下

17. PCB形式,我们可以选择查看100MHz,500MHZ和1G的辐射强度,设置如图所示,计算需要一会,我们可以查看各个面的辐射

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