Quando l’analisi del tuo PCB non dà i risultati sperati, prova il simulatore di circuiti elettrici di Altium Designer

Zachariah Peterson

|  Creato: January 15, 2021

Il software Electronic Design Automation (EDA) fornisce gli strumenti che supportano la progettazione e l'analisi di dispositivi elettronici, sistemi e circuiti stampati. All'interno di questa ampia definizione, alcune aziende offrono programmi gratuiti per la progettazione di PCB, mentre altre si concentrano sull'acquisizione schematica, sulla simulazione di segnali misti, sul simulatore di circuiti elettrici, sulla progettazione di circuiti VLSI e sul controllo delle regole di progettazione personalizzabili. Mentre molti software EDA valorizzano diversi aspetti della progettazione, Altium Designer segue un approccio unificato includendo l'intero processo di progettazione di PCB.

L'attenzione di Altium per i dettagli risulta evidente dalle funzioni per la simulazione di circuiti a segnale misto, l’analisi dell'integrità del segnale, l’analisi dell'integrità di alimentazione e dalla qualità del simulatore di circuiti eletrici presenti in Altium Designer. Basato sulla versione potenziata orientata agli eventi di XSpice, il simulatore supporta i modelli di dispositivi PSpice^® e il linguaggio Digital SimCode^™. Grazie a queste funzionalità, puoi testare le idee e i progetti prima di procedere alle fasi di prototipazione e di produzione. Inoltre, le simulazioni dei circuiti consentono ai team di progettazione di misurare le prestazioni della scheda in un ambiente di lavoro virtuale piuttosto che fisico.

Pur operando in modo diverso rispetto al solito simulatore di circuiti elettrici, l'analisi dell'integrità del segnale post-layout di Altium offre uno sguardo dettagliato sul funzionamento del routing dei circuiti. PDN Analyzer di Altium assicura l'efficacia dei sistemi di alimentazione CC per un progetto di PCB. L'analisi CC verifica i piani, le tracce e le via che forniscono l’alimentazione al PCB.

Altium Designer fornisce strumenti di simulazione a segnale misto

Il simulatore di circuiti elettrici che rientra nella categoria dei simulatori a segnale misto analizzano circuiti che includono dispositivi analogici e digitali. Altium Designer consente di eseguire le simulazioni dei circuiti direttamente dallo schematico utilizzando la barra degli strumenti Mixed Sim. Prima di eseguire una simulazione, occorre assicurarsi che lo schematico contenga i componenti che abbiano modelli di SIM collegati, fonti di tensione, un riferimento a terra per le simulazioni ed etichette delle net collegate ai punti del circuito che mostreranno le forme d'onda.

Quando lavori all'interno di Altium Designer, puoi trovare i componenti per lo schematico accedendo alla scheda Librerie ed effettuando una ricerca per nome o numero di componente. Dopo aver localizzato il componente, dovrai selezionare il modello di simulazione dalla Libreria dei modelli o dal sito web del produttore.

Un altro passo nella creazione della simulazione è l’aggiunta di fonti di tensione. Altium Designer fornisce un simulatore di circuiti elettrici insieme a una cartella di simulazione della libreria contenenti finestre di dialogo delle fonti di tensione. Altium semplifica il processo di definizione dei valori della tensione fornendo opzioni guidate da menu e creando automaticamente i parametri. Dopo aver definito i valori della tensione, Altium fornisce ulteriori finestre di dialogo per posizionare la fonte di alimentazione all'interno del circuito.

Opzioni di simulazione a segnale misto

CONNETTIVITÀ DEL CIRCUITO E SICUREZZA DI PROGETTAZIONE

È semplice connettere i circuiti e aggiungere le porte di alimentazione con la semplice barra degli strumenti Wiring Tools in Altium Designer. Per visualizzare i segnali durante la simulazione, occorre posizionare le etichette delle net nei punti chiave del circuito. La fase finale del progetto include il controllo degli errori di disegno e delle violazioni delle regole elettriche. Dal menu Analysis Setup, puoi abilitare una simulazione del circuito selezionando le opzioni dal menu.

Nelle impostazioni generali, Altium Designer e il suo simulatore di ciruciti elettrici forniscono anche opzioni di simulazione per determinare il tipo di dati raccolti, l'ambito della simulazione e i segnali verranno visualizzati automaticamente. La finestra Waveform Analysis di SimData Editor mostra i risultati di ogni analisi. Se la simulazione genera avvisi o errori durante la creazione della netlist SPICE, i messaggi verranno visualizzati nel pannello Messaggi. L'assenza di errori nel circuito permette di trasferire la netlist Spice al motore di simulazione di Altium Designer.

• Ulteriori informazioni sul simulatore di circuiti elettrici online SPICE
• Ulteriori informazioni sulla gestione dell'ordine di connessione delle net nel layout del PCB
• Ulteriori informazioni su come evidenziare le net in Altium Designer

Utilizza le tecnologie di progettazione avanzata di Altium per l'analisi dell'integrità del segnale

Molti pacchetti software EDA non hanno le funzionalità necessarie per supportare progetti multistrato ad alta velocità. Altium Designer si basa sull’ambiente di progettazione unificato con analisi dell'integrità del segnale pre-layout e post-layout. Il simulatore di circuiti elettrici che analizza l’integrità del segnale modella il comportamento e l'interazione delle linee di trasmissione del circuito per mezzo di algoritmi.

Eseguendo l'analisi dell'integrità del segnale dallo schematico sorgente prima del layout e del routing, è possibile controllare le diverse impedenze di rete. Poiché le funzioni di controllo dell'integrità del segnale fanno parte del sistema di regole di progettazione di Altium Designer, puoi utilizzarle per controllare le violazioni dell'integrità del segnale. È anche possibile controllare la riflessione del segnale, la sovramodulazione, la sottomodulazione e la diafonia. Altium Designer mostra anche le possibili opzioni di terminazione per risolvere i problemi di integrità del segnale.

TEAM DI PROGETTAZIONE UNIFICATA: UNITI PER IL SUCCESSO

Il team di progettazione può visualizzare i risultati dell'analisi dell'integrità del segnale nel pannello Integrità del segnale nel simulatore di circuiti elettrici. Con un risultato positivo, il pannello mostra anche le net che hanno superato i vari test di integrità del segnale mentre quelle che non li hanno superati, sono evidenziate in rosso.

• Ulteriori informazioni su come evitare la perdita di integrità del segnale nei progetti
• Ulteriori informazioni sui convertitori analogici o digitali e su come influenzano le prestazioni del segnale
• Ulteriori informazioni sull'analisi di progettazione ad alta velocità con simulazione e controllo dell'integrità del segnale

I circuiti multistrato ad alta velocità spingono al limite i sistemi di alimentazione CC. Affinché questi sistemi forniscano le prestazioni ottimali richieste da qualsiasi progetto, Altium utilizza PDN Analyzer per stabilire l'analisi della rete di distribuzione dell’energia (PDN) e per testare l'integrità dell'alimentazione CC (PI-DC). Nel PDN Analyzer, il simulatore di circuiti elettrici proposto da Altium, è incluso lo strumento di simulazione dell'integrità dell’alimentazione che analizza le prestazioni CC di un PCB rispetto ad una serie di proprietà elettriche e fisiche. Ad esempio, l'analisi PI-DC controlla l’alimentazione e le forme del piano di terra per il corretto dimensionamento e, al contempo, analizza anche le cadute di tensione e le densità di corrente del PDN.

GLI STRUMENTI DI PROGETTAZIONE DEVONO INCLUDERE LA SIMULAZIONE DEL CIRCUITO

Disponibile come estensione scaricabile per Altium Designer, PDN Analyzer è il simulatore di circuiti elettrici integrato nell'ambiente di progettazione unificato e funziona all'interno di Altium Designer sia dall'editor schematico che dall'editor di PCB. Altium Designer fornisce i risultati tramite la modellazione 2D/3D del layout in rame del PCB. Con questo approccio, PDN Analyzer modella visivamente la fonte di alimentazione ed estrae automaticamente tutte le informazioni fisiche ed elettriche dal progetto.

• Ulteriori informazioni sulle capacità di progettazione ad alta velocità di Altium Designer
• Ulteriori informazioni sul motore 3D nativo di Altium Designer
• Ulteriori informazioni sull’eccezionale ambiente di progettazione unificato di Altium Designer.

L'ambiente di progettazione unificato di Altium Designer consente di gestire e testare il progetto PCB senza dover passare da un'applicazione EDA all'altra. Altium Designer offre una suite completa di strumenti di analisi per le prestazioni del circuito, l'integrità del segnale e i sistemi di alimentazione CC.