Xpediton AMS:低通濾波器設(shè)計需要考慮PCB寄生參數(shù)么?
濾波器是一種用來消除干擾雜訊的器件,將輸入或輸出經(jīng)過過濾而得到純凈的直流電。對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除的電路,就是濾波器,其功能就是得到一個特定頻率或消除一個特定頻率。如果對濾波器參數(shù)確定不準確,最終會導(dǎo)致頻率沖突,反過來使設(shè)計組又得處理串?dāng)_、掉線、數(shù)據(jù)丟失以及網(wǎng)絡(luò)連接中斷的問題。
通常情況,我們都是在layout之前進行濾波器的仿真設(shè)計,但是在樣板回來測試的時候,通常仿真設(shè)計的結(jié)果和測試結(jié)果不匹配,主要原因是我們假定組件之間存在理想的“節(jié)點”連接,在現(xiàn)實世界中,沒有理想可言。
XpeditionAMS可以與layout協(xié)同設(shè)計,從layout中提取對應(yīng)的寄生參數(shù)信息,自動加載到模擬驗證中,從而達到仿真與實測相吻合的結(jié)果。
下面是一個100MHZ低通濾波器的設(shè)計:
軟件環(huán)境:Xpedition/Pads xPCB Layout VX2.6
在Xpedition Designer中激活A(yù)MS功能:
Setup>Setting在Licensing中選擇AMS。
通過Xpedition Designer按照原理圖的規(guī)則,繪制出100MHz低通濾波器的原理圖。
同步到PCB中,完整對應(yīng)的PCB設(shè)計。(以上兩步是Xpedition的原理圖和PCB設(shè)計,這里不累述)
Simulation>simulate 在下面對話框中,選擇時域和頻域分析,并且設(shè)置時域的截止時間,和頻率的仿真掃描范圍:
點擊“OK”,可以從仿真結(jié)果看到,我們設(shè)置的低通濾波器的截止頻率為100.16MHz,是符合我們的設(shè)計需求。
回到原理圖中,Simulation>ExtractParasitics>Run
左側(cè)的Selected Nets內(nèi),即調(diào)用提取的線與過孔等PCB寄生參數(shù)。
Layout中,是連接到對應(yīng)的PCB設(shè)計文件。
Solver內(nèi),可以根據(jù)仿真需要,選擇對應(yīng)的仿真求解器。
點擊”O(jiān)K” 在Output中會顯示“Extractingparastics completed”。
Simulation>Netlist>Netlist setup,勾選IncludeParastics in netlist選項,意味下次仿真會自動加載剛才提取的PCB參數(shù)。
Simulation>simulate 和第一次仿真保持相同的設(shè)置,然后開始仿真,最后得到相應(yīng)的仿真結(jié)果,然后把這兩次仿真的波形結(jié)果做對比:
通過下面的波形對比結(jié)果,我們可以看到:
1. 頻域上,我們設(shè)計的100MHz的低通濾波器,加入PCB的影響,結(jié)果我們得到的是86MHz的低通濾波器,這不符合我們的需求。
2. 時域上,加入PCB的影響,我們可以看到波形的延遲實際上是增加了,并且幅值也有些變化。
以上就是XpeditionAMS實際應(yīng)用的案例分析,當(dāng)我們觀察理想電路的截止頻率時,我們看到它非常接近100mhz。但是,當(dāng)我們考慮到布局的寄生影響時,截止頻率移動到86 MHz,明顯低于所需的值。時域仿真還顯示了相位的變化和幅度的變化。這顯示了在這些類型的設(shè)計中包含寄生效應(yīng)的重要性。
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