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零基础入门Hyperlynx仿真教程(4)

时间:2023-12-25 19:40来源: 高速射频百花潭 作者:ictest8_edit 点击:

7.2 串扰仿真

串扰是多个不同网络间的相互干扰,其机理是传输线之间的容性和感性耦合。当某一网络上信号变化时(信号上升边沿或下降边沿),该变化会反映到其他网络上,造成其他网络上产生串扰噪声。


 
图 28 串扰仿真门限设置

仿真串扰前先设定串扰门限,点击 SETUPÆCROSSTALK THRESHOLDS合理设置串扰的门限值,一般建议将串扰门限设置为器件逻辑高电平的 5%。

然后选定被攻击网络,在工具栏选中串扰选项,则在选定的被攻击网络周围会出现一些攻击网络。如图 28 所示, 在版图中待仿真的被攻击网络用实线表示,其周围四个的攻击网络用虚线表示。将被攻击网络上的各个器件管脚设置为STUCK LOW 状态,其他攻击网络上的器件管脚设置为正常工作状态,设置如图29。查看被攻击网络上由于串扰引起的噪声干扰信号,结果如图 30 所示。

 

图 29 被攻击网络上管脚设置

 

图 30 串扰仿真结果

通过串扰仿真可以发现 PCB 上有问题的布线网络, 如布线间隔太近的网络、走线过长的网络等。针对串扰较严重的网络可以采取适当的措施减小串扰,如缩短走线长度、增加线距、增加隔离布线并端接等措施。图 31 为增加防护布线后的串扰仿真结果(将被攻击线临近的两根走线当作隔离防护布线),对比图 30可以看出增加防护布线后能够有效地减小串扰。

 
图 31 增加隔离布线后串扰仿真结果

7.3 辐射仿真 

Hyperlynx 提供了一个 EMC 仿真工具,可以查看只含单一驱动输出网络的辐射情况,可以模拟天线测量辐射发射场强值(也可模拟近场电流探头)。图 32所示为单个网络的辐射发射仿真,天线距 PCB 距离为 3m。

 
图 32 EMC 仿真结果

8 批处理仿真模式

交互式仿真模式一次只能对一个网络进行过冲仿真或者是串扰仿真;批处理仿真模式一次可以对多个网络或者所有网络进行信号完整性分析或者 EMC 分析,但是仿真时间较长,速度较慢。批处理仿真模式的仿真结果保存在.RPT 格式或者是 CSV 格式文件中,不如交互式仿真模式结显示那样直观。在菜单SIMULATE SI 中选择 RUN GENERIC BATCH SIMULATION,弹出如下仿真设置向导,如图 33 所示。

 
图 33 批处理模式仿真设置向导

向 导 中 可 选 择 两 种 仿 真 , 即 DETAILED SIMULATION 和 QUICKANALYSIS。其中 DETAILED SIMULATION 包括信号完整性分析和 EMC 分析,要求所选网络都有仿真模型;而 QUICK ANALYSIS 无需所有仿真网络都有仿真模型,只是从信号完整性和 PCB 设计规则的角度快速分析所选网络是否有潜在的问题,如是否布线长度过长、终端有无匹配端接、网络间串扰是否严重等,并将这些将结果进行分类、汇总和排序。

8.1 QUICK ANALYSIS 分析 

进入批处理仿真模式,点击进入下一步选择待分析的网络,如图 34 所示,选择所有网络进快分析。

 

图 34 选择待分析网络


 
图 35 控制报告显示的内容

依次点击下一步,进行各种设置,最终得到一个文本结果报告。下面是QUICK ANALYSIS 分析的部分串扰仿真结果显示。

 

下面是 QUICK ANALYSIS SI 分析的部分结果显示:

 

8.2 DETAILED SIMULATION

使用仿真设置向导,设置步骤如上,在此不再赘述。仿真结束后最终得到如下内容的文本报告:

 

9 导出到 LineSim 中
进行前仿真

在 BoradSim 中可以将待仿真的信号网络导出到前仿真工具 LineSim 中进行仿真。因为在 BoardSim 中网络的布线长度、线间距以及过孔模型都无法改动,无法进行改进后分析。导入到 LineSim 中后网络的布线长度、线间距以及过孔模型都可以灵活改动,而且可以对这些参数进行扫描分析。从而寻找到最优改进措施。选中待仿真的网络点击 EXPORTÆNET TO FREE FORM SCHEMATIC 菜单,弹出如图 36 所示的界面。图 37 是其在 BoardSim 中仿真结果。

 

图 36 信号网络导出到 LineSim 中

 

图 37 所选信号网络过冲仿真结果

点击 EXPORT 按钮后, Hyperlynx 将调用 LineSim 模块打开导出的 LineSim格式文件,导出模型如下图所示:

 

图 38 网络导出的信号完整性电路仿真模型

针对信号过冲现象,采取缩短布线长度措施,对图 38 中布线 TL2 的长度进行扫描分析。详细步骤见图 39 所示。

 

图 39 参数扫描分析设置

当参数扫描范围设定后,点击 OK 并。然后点击 Run Sweeps,弹出扫描分析结果,如图 40 所示。从图中可以看出随着布线长度的减小,信号过冲明显下降。

 

图 40 参数扫描分析结果
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