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Hyperlynx仿真创建LineSim 原理图

时间:2014-04-10      浏览次数:

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 Module3:创建LineSim 原理图

1、LineSim 创建原理图流程
* Step 1 :创建并保存新原理图
* Step 2 :定义层叠结构
* Step 3 :添加传输线
* Step 4 :添加 IC
* Step 5 :添加无源器件
* Step 6 :添加连接器
* Step 7 :添加电源
* Step 8 :添加过孔
* Step 9 :定义耦合
* Step 10 :定义PDN系统
仿真个例可能包含上述部分项目,不一定全部包括。
2、使用层叠结构
* 各个标签页面介绍
  点击按钮进入层叠编辑界面。
  Basic标签页:主要的层叠规划设置界面。可以修改层数、各层的属性(信号还是平面)、板材介电常数Er、板材厚度、线宽即阻抗对应关系。
  Dielectric标签页:各个介质层使用PP还是Core,以及介电常数Er即损耗因子。即编辑板材特性。
  Metal标签页:各个导体层铜箔参数及特性。
  Z0 planning标签页:估算多大线宽能实现阻抗控制。差分对阻抗控制的参数估算。
  最常用的是Basic标签页,其他页很少用。
* 编辑层叠
  添加层:点某一层左侧数字编号,当前层高亮。右键菜单,选择在上面加入层还是下面加入层,待加入是什么属性(信号、平面、介质)。
 
  删除层:当前层高亮,右键,cut。
  其他项目编辑:含义非常清楚,在对应位置修改即可。
练习
  Step1:创建原理图SimLab03
  Step2:添加传输线,熟练不同类型传输线的设置。
  Step3:修改层叠结构(默认为6层板)。在中间的两个信号层之间加入两个平面层。
  Step4:修改各层的名称,注意多个GND必须名称上区分开。
  Step5:修改各层的类型,设置是金属还是介质。
  Step6:修改各金属层的用途,是信号还是平面。
  Step7:修改各信号层的线宽为6mil。
  Step8:修改各介质层的厚度,达到50欧姆阻抗控制。保存修改后的层叠。
  Step9:在原理图中传输线类型选stackup,Value标签页修改所在层,看看阻抗是否有变化?体会层叠设置和传输线模型之间的关系。
3、传输线建模
  传输线模型可以是:PCB走线、电缆、连接器等。最常用的是PCB走线模型。
  电缆、连接器模型一般使用S参数模型或者Spice模型。
  原理图中双击传输线符号,弹出传输线编辑窗口。
 
  这里即可以设置单根线模型,也可以设置耦合传输线模型。
* Simple Models:理想传输线模型
  选中Simple选项
  修改特性阻抗Z0和延时(线长)(FR4板材 6inch/ns)。不要修改R值。
 
  补充知识:Hyperlynx如何计算DC体电阻R的?
* 线宽、铜厚、线长
* 铜导体体电阻率,默认:1.724e-8 ohms-meter
* 导体电阻率的温度系数,默认:3.93e-3
* 仿真设置的环境温度,General选项中配置,默认:20度。环境温度仅仅影响传输线的直流电阻值,不影响IC参数。
* 考虑温度的计算公式:
* Uncoupled Stackup:基于层叠结构的走线模型
Uncoupled栏中,选中Stackup选项。
Values标签中修改走线所在层、线长、线宽等物理参数。
这是前仿真中最常用的一种传输线模型。
 
* Cross-Section Models
主要有三个,很少用。完全可以用Stackup模型代替。
1. Microstrip
2. Buried Microstrip
3. Stripline
练习
  原理图中添加Stackup的传输线。
4、过孔建模
  过孔建模主要分以下几步:
1) 编辑层叠
2) 设置过孔结构
3) 添加过孔
4) 关联过孔结构定义
5) 连接过孔与传输线
* 编辑层叠:按上节介绍的方法编辑
* 设置过孔结构:
  路径:Setup menu > Padstacks。弹出 Padstack Manager对话框。
  在这里可以添加(New),编辑(Edit),拷贝(Copy),删除(Delete)过孔。
  默认过孔为通孔,可以编辑钻孔大小,焊盘大小等参数。但无法重命名,无法删除。板上通孔只需要修改参数即可。
 
  
  盲孔埋孔设置:New按钮,弹出过孔编辑窗口。
 
  Layer Span:设置过孔从哪层到哪层。
  Drill:钻孔尺寸。
  Pad Shape:焊盘形状
  Pad Width/ Pad Height:焊盘尺寸
  Anti-Pad Shape:反焊盘形状。Auto选项表示反焊盘形状和焊盘相同,大小超过焊盘多少在Setup menu > Options > General>Default Padstack标签页下。
 
  每一个金属层(不论是信号层还是平面层都可以单独设置焊盘和反焊盘尺寸),各个层的焊盘尺寸及反焊盘尺寸可以不同。如果需要这样设置,在编辑窗口中使用Add按钮添加各个层的焊盘,并编辑尺寸。前仿真阶段,这个功能很少使用,知道即可。
 
  编辑好后,OK返回。记住修改过孔名称,便于以后调用。
 
* 添加过孔
  使用左侧快捷按钮,,添加过孔到原理图中。
* 关联过孔结构定义
  原理图中双击过孔符号,弹出属性编辑窗口。
 
Assigned padstack:选择哪种孔,通孔还是盲埋孔。
Number of ports:选择几个对外连线接口。选择3时,过孔符号如图。
 
* 连接过孔与传输线
  注意两个不同层的走线无法连接到过孔的同一个port上。过孔在几个信号层有出现,port至少就要有几个。
练习
原理图中添加过孔
5、添加无源器件并修改参数值
* 左侧模板中选择无源器件(电阻电容电感)放入原理图中。
* 双击原理图中元件符号,弹出编辑窗口,修改参数。
 
* 在编辑串口中,Parasitics标签页修改寄生参数。如果不想考虑寄生参数的影响,点Set to Minimum按钮设置为最小值即可。
 
练习
  添加电阻并修改电阻值。
6、设置电源电压并原理图中添加电源
  添加电源网络并修改电压值
* Setup > Power Supplies.
 
* New power supply net中输入电源网络名称VDD3V3,点Add Net按钮添加。
 
* 选中要编辑的网络VDD3V3,New Voltage中输入电压值3.3,OK完成修改。
 
* 左侧面板中选择符号,添加到原理图中。
* 原理图中双击该符号,选择编辑好的电源网络VDD3V3。OK完成设置。
 
练习
  原理图中添加上拉电源
8、设置IC model
  1、设置模型库搜索路径
* Models > Edit Model Library Paths
* Edit->Add,选择模型所在文件夹
 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  2、IC 赋模型
* 原理图中双击IC元件符,弹出Assign Models对话框。
 
* 选中(高亮)要赋模型的元件引脚编号,Select按钮,弹出Select IC Model窗口。1、选中.IBS类型的模型 2、选中模型库中具体模型 3、选择正确的Devices 4、选择引脚或信号名称。
 
 
* OK,返回Assign model界面,选择输入输出以及极性。确定,完成赋模型。
 
练习
  添加IC,并赋IBIS模型(74lcx16245mtd.ibs)