Kostenlose Schaltungssimulationen funktionieren oft nicht – Testen Sie Altium Designer

Zachariah Peterson

|  Erstellt: January 15, 2021

Die Detailgenauigkeit von Altium zeigt sich an den Mixed-Signal-Schaltungssimulationen sowie den Signal- und Leistungsintegritätsanalysen in Altium Designer. Der Simulator basiert auf der erweiterten Version des ereignisgesteuerten XSpice und unterstützt PSpice^®-Komponentenmodelle sowie die Digital SimCode^™-Sprache. Mit diesen Funktionen können Sie und Ihr Designteam Ideen und Designs testen, noch bevor sie die Prototypen- und Fertigungsphase beginnen. Mit Hilfe der Schaltungssimulationen kann Ihr Team darüber hinaus die Leistung der Leiterplatte in einer virtuellen – statt in einer physischen – Arbeitsumgebung messen

Die Post-Layout-Signalintegritätsanalyse von Altium funktioniert zwar anders als Schaltungssimulatoren, bietet aber einen detaillierten Einblick in das Routingverhalten der Schaltung. Der PDN-Analyzer von Altium stellt die Effektivität der DC-Stromversorgungssysteme für das PCB-Design sicher. Die DC-Analyse prüft alle Ebenen, Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, die für die Leistungsaufnahme der Leiterplatte erforderlich sind.

Altium Designer bietet Mixed-Signal-Simulationstools

Mixed-Signal-Simulatoren analysieren Schaltungen, die analoge und digitale Komponenten enthalten. Mit Altium Designer können Sie die Schaltungssimulation direkt vom Schaltplan aus ausführen, indem Sie die Mixed-Sim-Symbolleiste verwenden. Bevor Sie eine Simulation ausführen, müssen Sie und Ihr Team sicherstellen, dass der Schaltplan folgende Elemente enthält: Komponenten mit angehängten SIM-Modellen, Spannungsquellen, ein Massebezug für die Simulationen und Netzbeschriftungen, die mit den Schaltkreispunkten verknüpft sind, die Wellenformen anzeigen werden.

Wenn Sie mit Altium Designer arbeiten, können Sie über die Registerkarte „Libraries“ die passenden Komponenten für Ihren Schaltplan finden; suchen Sie einfach nach Bauteilname oder -nummer. Nachdem Sie die Komponente gefunden haben, müssen Sie das Simulationsmodell für die Komponente auswählen; nutzen Sie dafür entweder die Modellbibliothek oder die Website des Herstellers.

Ein weiterer Schritt zum Aufbau der Simulation ist das Hinzufügen von Spannungsquellen. Altium Designer bietet einen Bibliotheks-Simulationsordner, der Dialogfelder für Spannungsquellen enthält. Altium erleichtert Ihnen die Definition der Spannungswerte durch menügesteuerte Optionen und die automatische Erstellung von Parametern. Nachdem Sie die Werte für die Spannungsquelle definiert haben, bietet Altium zusätzliche Dialogfelder für die Platzierung der Spannungsquelle innerhalb der Schaltung.

Schaltungskonnektivität aufbauen und Sicherheit in Ihren Designs gewährleisten

Altium vereinfacht den Aufbau von Schaltkreisverbindungen und das Hinzufügen von Stromversorgungsanschlüssen mit einer einfach zu bedienenden Symbolleiste namens „Wiring Tools“. Um Signale während der Simulation anzuzeigen, muss Ihr Team Netzbeschriftungen an Schlüsselpunkten der Schaltung platzieren. Der letzte Schritt bei der Zusammenstellung des Projekts sieht die Fehlerprüfung auf Verstöße gegen die Entwurfsregeln und die elektrischen Regeln vor. Nach dem Aufrufen des Analyse Setup-Menüs können Sie und Ihr Team die Schaltungssimulation aktivieren, indem Sie die entsprechenden Optionen aus dem Menü auswählen.

Innerhalb des allgemeinen Setups bietet Altium Designer auch Simulationsoptionen, mit denen Ihr Team die Art der erfassten Daten, den Umfang der Simulation und die Signale, die die Simulation automatisch anzeigt, bestimmen kann. Die Ergebnisse der Analysen sehen Sie im Fenster „Waveform Analysis“ des SimData Editors. Wenn die Simulation während der Generierung der SPICE-Netzliste Warnungen oder Fehler erzeugt, werden Ihnen diese Meldungen angezeigt. Wenn keine Fehler auftreten, kann die Spice-Netzliste in die Simulations-Engine von Altium Designer übertragen werden.

• Erfahren Sie mehr über SPICE-Simulationen.
• Erfahren Sie, wie Sie Netze in Altium Designer hervorheben.

Verwenden Sie die moderne Designtechnologie von Altium für Ihre Signalintegritätsanalyse 

Viele EDA-Softwares haben nicht die passenden Funktionen, um mit Hochgeschwindigkeits- und Multilayer-Designs zu arbeiten. Altium Designer baut hingegen mit Pre-Layout- und Post-Layout-Signalintegritätsanalysen auf seiner vereinheitlichten Designumgebung auf. Der Signalintegritätssimulator modelliert das Verhalten und die Interaktion von Schaltungsübertragungsleitungen durch die Verwendung von Algorithmen.

Wenn Sie die Signalintegritätsanalyse von Quellschaltplänen vor dem PCB-Layout und Routing ausführen, können Sie die Schaltpläne auf nicht angepasste Netzimpedanzen prüfen. Die Signalintegritäts-Screening-Funktionen gehören zu dem Designregelsystem von Altium Designer und erlauben Ihnen, den Schaltplan auf Signalintegritätsverletzungen zu prüfen, (Signalreflexion, Überschwingen, Unterschwingen und Übersprechen). Altium Designer zeigt Ihnen zudem verfügbare Terminierungsoptionen zur Lösung von Signalintegritätsproblemen an.

Gemeinsam erfolgreich sein mit vereinheitlichten Design-Teams

Ihr Team sieht die Ergebnisse der Signalintegritätsanalyse im Bedienfeld "Signalintegrität". Bei einem "Bestanden" liegen die Werte innerhalb der durch die Tests definierten Grenzen. Das Panel zeigt auch Netze an, die die verschiedenen Signalintegritätstests bestanden haben. In Rot hervorgehoben werden Netze, die den Test nicht bestanden haben, weil mindestens ein Wert außerhalb der definierten Kriterien liegt.

• Erfahren Sie mehr über analoge oder digitale Wandler und wie sie die Signalleistung beeinflussen.

• Erfahren Sie mehr über High-Speed-Design-Analysen mit Simulation und Signalintegritätsprüfung.

Altium Designer PDN Analyzer

Gewährleisten Sie die Effektivität Ihres DC-Stromversorgungssystems mit dem PDN Analyzer von Altium 

Hochgeschwindigkeits-Multilayer-Schaltungen bringen DC-Stromversorgungssysteme an ihre Grenzen. Um sicherzustellen, dass diese Systeme die optimale Leistung bieten, verwendet Altium den PDN Analyzer, um eine DC-Analyse des Power Delivery Netzwerks (PDN) zu erstellen und die DC-Leistungsintegrität zu testen. Als Teil des PDN Analyzers vergleicht das Simulationstool die DC-Leistung einer Leiterplatte mit elektrischen und physikalischen Eigenschaften. Die PI-DC-Analyse prüft zum Beispiel die Formen der Stromversorgungs- und Masseebenen auf korrekte Dimensionierung und untersucht gleichzeitig die Spannungsabfälle und Stromdichten des PDN.

Schaltungssimulationen sollten in Ihren Designtools integriert sein

Der PDN Analyzer ist als herunterladbare Erweiterung für Altium Designer erhältlich und gehört zu der vereinheitlichten Designumgebung. Folglich arbeitet der PDN Analyzer innerhalb von Altium Designer und wird vom Schaltplan-Editor oder dem PCB-Editor aus gestartet. Altium Designer liefert die Ergebnisse durch 2D/3D-Modellierung des PCB-Kupferlayouts. Mit diesem Ansatz modelliert der PDN Analyzer die Stromquelle visuell und zieht automatisch alle physikalischen und elektrischen Informationen aus dem PCB-Design.

• Erfahren Sie mehr über die Hochgeschwindigkeits-Designfunktionen von Altium Designer.
• Erfahren Sie mehr über die native 3D-Design-Engine von Altium Designer.
• Erfahren Sie mehr über die vereinheitlichte Designumgebung von Altium Designer.

Altium Designer PDN-Analyse 

Die vereinheitlichte Designumgebung von Altium Designer ermöglicht Ihnen und Ihrem Team, das PCB-Design zu verwalten und zu testen, ohne von einer EDA-Anwendung zur anderen wechseln zu müssen. Altium Designer bietet Ihnen ein komplettes Analysetoolset, das die Schaltkreisleistung, Signalintegrität und DC-Leistungssysteme abdeckt.