本研究探讨了使用HyperLynx工具对印刷电路板（PCB）中的电源完整性（PI）问题进行仿真分析的方法和技术，旨在优化设计以减少电压降和噪声。
### 基于HyperLynx的PI仿真详解
#### 一、概述
在现代电子设计领域中，信号完整性(SI)与电源完整性(PI)问题是确保产品性能的关键因素之一。其中，电源完整性问题尤为突出，它直接关系到系统的稳定性和可靠性。HyperLynx是一款功能强大的电磁兼容性(EMC)分析工具，在高速数字电路的设计验证过程中被广泛应用。通过使用HyperLynx进行电源完整性的仿真分析，工程师能够有效地识别并解决潜在的问题，确保产品的高质量产出。
#### 二、前期准备
1. **文件转换**：
- 将原始的PCB布局文件（.brd格式）转换为HyperLynx可以读取的格式（.hyp格式）。具体操作步骤如下：
- 打开HyperLynx，选择菜单中的`File > New Board (Run PCB Translator)`。
- 选择需要转换的.brd文件，并点击“Translator & Open”进行转换。
- 转换成功后，界面会出现转换后的PCB模型。
2. **设置PCB叠层结构**：
- 在HyperLynx中定义PCB的叠层结构对于准确的PI分析至关重要。这包括但不限于铺铜层的厚度、介电材料的厚度及介电常数等参数。
- 选择菜单中的`Setup > Stackup > Edit...`。
- 根据实际PCB的叠层信息，在弹出对话框中详细配置各层参数。
#### 三、DCDrop仿真分析
1. **电源网络的选择与预览**：
- 使用`Simulate PI > Run DCDrop Simulation (PowerScope)...`来启动DCDrop分析。
- 在出现的窗口左侧显示的是电源网络列表，右侧则是选定网络的预览图。
2. **电源网络设置**：
- 需要指定每个电源模型和参考网络。具体步骤如下：
- 选择菜单中的`Setup > Power Supplies...`。
- 指定电压值，并设定相应的Sink Model、VRM Model以及Reference Net。
3. **仿真执行与结果查看**：
- 完成设置后，点击“Simulate”按钮开始仿真。
- 查看详细的结果信息可以通过Reporter窗口进行。此外，“PowerScope”窗口提供直观的可视化展示，显示电压跌落、电流密度及分布等数据。
#### 四、Decoupling仿真分析
1. **模式选择**：
- Decoupling分析评估去耦电容效果。
- `Quick Analysis`：快速生成报表，列出所有网络上的去耦电容质量。
- `Lumped Analysis`：忽略具体位置，给出初步结果。
- `Distributed Analysis`：考虑实际位置和板边影响，提供精确数据。
2. **参数设定与目标阻抗**：
- 在`Lumped Analysis`模式下设置目标阻抗、峰值电流、正常电压及最大波动范围等参数。
- 选择手动或自动计算目标阻抗值。
3. **仿真执行与结果查看**：
- 运行后，观察选定频率范围内电源阻抗变化情况。绿色水平线代表目标阻抗，红色曲线显示Z参数（如Z11）的变化趋势。
#### 五、Plane-noise仿真分析
1. **AC Model设置**：
- Plane-noise分析评估平面噪声。
- 使用`Simulate PI > Run Plane-Noise Simulation (PowerScope)...`启动仿真。
- 进入“Assign...”按钮进入AC Model设置，指定电源网络模型。
通过以上详细介绍可以看出HyperLynx在PI仿真的强大功能及其应用价值。无论是文件转换、叠层结构设定还是DCDrop、Decoupling和Plane-noise等具体类型分析，HyperLynx提供了细致的指导和支持，帮助工程师高效解决问题并提升产品品质。
5星
