电源完整性仿真分析
电源完整性测试项目有哪些？
直流电压的纹波，噪声，开关瞬变。
静态和动态负载响应。
可编程直流电压响应。
电源完整性测试设备:
示波器:Tektronix TDS5054B Digital Phosphor Oscilloscope
电压探头: TektronixP6139A/P5050B
电流探头:Tektronix TCPA300+TCP303 Current Probe
电子负载:Chroma 63600-5 Electronic Load
可调电源:GW PPT-3615 GPIB
电源完整性测试项目意义：
在电源完整性分析中，主要仿真类型有直流压降分析、去耦分析和噪声分析。直流压降分析包括对PCB上复杂走线和平面形状的分析，可用于确定由于铜的电阻将损失多少电压。
此外，还可以使用直流压降分析来确定高电流密度区域。实际上，可以使用热仿真器对它们进行协同仿真，以查看热效应。幸运的是，针对直流压降问题的解决方案非常简单：添加更多的金属。这些额外金属可能会采用更宽和/或更厚的走线和平面形状、额外平面或额外过孔。
信号完整性与电源完整性分析
信号完整性(SI)和电源完整性(PI)是两种不同但领域相关的分析，涉及数字电路正确操作。
在信号完整性中，重点是确保传输的1在接收器中看起来就像 1(对0同样如此)。在电源完整性中，重点是确保为驱动器和接收器提供足够的电流以发送和接收1和0。因此，电源完整性可能会被认为是信号完整性的一个组成部分。实际上，它们都是关于数字电路正确模拟操作的分析。
电源完整性设计的几点考虑因素
1. 电源系统噪声余量分析
绝大多数芯片都会给出一个正常工作的电压范围，这个值通常是±5%。老式的稳压芯片的输出电压精度通常是±2.5%，因此电源噪声的峰值幅度不应超过±2.5%。精度是有条件的，包括负载情况，工作温度等限制，因此要有余量。
2. 电源噪声余量计算
比如芯片正常工作电压范围为3.13V到3.47V之间，稳压芯片标称输出3.3V。安装到电路板上后，稳压芯片输出3.36V。那么容许电压变化范围为3.47-3.36=0.11V=110mV。稳压芯片输出精度±1%，即±3.363*1%=±33.6mV。电源噪声余量为110-33.6=76.4mV。
3. 电源噪声是如何产生
第一，稳压电源芯片本身的输出并不是恒定的，会有一定的波纹。
第二，稳压电源无法实时响应负载对于电流需求的快速变化。稳压电源芯片通过感知其输出电压的变化，调整其输出电流，从而把输出电压调整回额定输出值。
第三，负载瞬态电流在电源路径阻抗和地路径阻抗上产生的压降，引脚及焊盘本身也会有寄生电感存在，瞬态电流流经此路径必然产生压降，因此负载芯片电源引脚处的电压会随着瞬态电流的变化而波动，这就是阻抗产生的电源噪声。
4. 电容退耦的两种解释
采用电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。这种方法对提高瞬态电流的响应速度， 降低电源分配系统的阻抗都非常有效。
储能的角度来说明电容退耦原理 在制作电路板时， 通常会在负载芯片周围放置很多电容， 这些电容就起到电源退耦作用
5. 实际电容的特性
正确使用电容进行电源退耦，必须了解实际电容的频率特性。理想电容器在实际中是不存在的，这就是为什么常听到“电容不仅仅是电容”的原因。实际的电容器总会存在一些寄生参数，这些寄生参数在低频时表现不明显，但是高频情 况下，其重要性可能会超过容值本身。
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