【PDN仿真笔记8-使用Sigrity 进行DCR仿真的方法】

PDN仿真笔记8-使用Sigrity 进行DCR仿真的方法

使用Sigrity进行DCR仿真有两个方法：用PowerDC或者PowerSI进行仿真

1、使用PowerDC进行DCR仿真的方法

打开PowerDC，选择Resistance Measurement Generation

然后点击“Create New Single……”新建一个workspace，打开需要仿真的文件。按照下述链接中的方式配置叠层和过孔壁厚
PDN仿真笔记6-使用Sigrity PowerSI进行PDN仿真的方法1


然后选择需要仿真的电源网络

之后配置VRM模型，VRM模型有两种配置方式，一种是自动配置，一种是手动配置

（1）自动配置VRM模型

如果DCDC端为单路供电，可以直接选择自动配置VRM的方式，配置过程如下：
1）选择自动配置VRM方式
2）选择电源网络

3）选择DCDC所在的器件

4）配置电源电压（可不配置）

5）自动生成VRM模型

这种自动生成VRM的方式会在DCDC有多路电源合路输出时形成多个VRM，与实际使用不对应。故在多路电源合路输出时，建议使用手动配置VRM的方式。

（2）手动配置VRM模型

在选择“Optional：Set up VRM”时，选择手动方式

然后配置VRM的信息，点击完成

然后选择node后右键选择link the select node to->save with circuit node，即可将改点设置为VRM的正极

（3）配置无源器件模型

模型配置完成后，要配置电感、采样电阻等无源器件的模型为0ohm。将路径上的电感等设置为0ohm，模型也设置为0ohm，对于采样电阻来说，也需要设置为两端口，这样才能在set up discretes里显示出采样电阻

（4）配置DCR测量端

点击“Setup resistance measurement”进行DCR配置端设置，自动出现的可能会有VRM端，需要移除VRM端网络，只保留负载端，如下：

注意在进行负载端选择时，单击负载端，确认网络是否都在负载芯片端，自动出现的可能会包含路径上的其他端点，需要删除相应的端点

（5）仿真及结果分析
点击“Start Simulation”进行仿真，仿真结束后，即可查看到DCR仿真结果，这里结果为13.7mohm

使用PowerDC进行仿真时，仿真的结果与VRM设置的物理位置关系比较大，如果想要更精确的仿真结果，需要使用PowerSI进行仿真

2、使用PowerSI进行DCR仿真的方法

PowerSI进行DCR仿真时，需要设置三个port，IC端（P1）、采样点FB端（P2）、DCDC端（P3），将DCDC端（P3）设置为短路，形成P1、P2之间的双端口网络，其中Z11代表P1到P3之间整个电源通路的阻抗（P1灌入电流，P1测得的电压），而Z21代表FB端端与DCDC端之间的阻抗（P1灌入电流，P2测得的电压），即DCR=Z11-Z21，得到实际的FB与IC之间的DCR阻抗。

具体仿真步骤如下：
使用PowerSI进行DCR仿真时，需要先使能“Calculate DC point……”和“Equal Potential”

使能IC端、DCDC输出端、FB端的电源网络，如下：

配置Port1、Port2、Port3分别为IC端、FB端、DCDC输出端

将电感、采样电阻等设置为0ohm模型
配置仿真频率为2Hz，步进1Hz

然后点击start simulation，仿真结果中，会显示3个port DCDC仿真结果

然后选中Z0-Simulation DC，选择Matrix Operations——》Reduction

进行矩阵运算，DCDC端设置为short，生成Z1的两端口结果


然后右键选中Z1，选择显示Z21


之所以第一行，第二列为Z21，是因为Z参数的格式如下

（1）手动计算Z参数

可以直接导出Z参数进行手动计算，方式如下：
右键选择Z1，选择save as，按照下述方式进行配置

查看输出的S2P文件，将Z11-Z21，即可得到DCR

（2）软件自动显示Z参数

除了自己计算，也可以通过软件配置直接输出，在Z参数的波形界面右键，选择“Expression Calculator”

然后设置Z11-Z21，如下

在波形上即可自动显示计算结果，如下：

参考：

于博士信号完整性