Vermeiden Sie GIGO in Ihren PCB-Simulationswerkzeugen

Simulationswerkzeuge sind äußerst nützlich, um das elektromagnetische Verhalten in einem Design zu verstehen. Simulationen beschleunigen Ihre Analyseaufgaben und geben Ihnen die Möglichkeit, einfache Fehler zu identifizieren, bevor sie die Funktionalität eines Designs ruinieren. Solange die Simulation, die Sie erstellen, die tatsächliche Situation auf Ihrer Leiterplatte genau widerspiegeln kann, können Sie sicher sein, dass die Ergebnisse bei der Reproduktion im Experiment vernünftig genau sein werden.

Leider passiert das nicht immer. Simulationen ermöglichen es Ihnen, so ziemlich alles zu simulieren, und diese Anwendungen können Ihre Gedanken nicht lesen. Das bedeutet, dass die Simulation, die Sie tatsächlich durchführen, die tatsächliche Umgebung auf Ihrer PCB möglicherweise nicht vollständig widerspiegelt. Wenn Sie ungenaue Einstellungen in die Simulation eingeben, werden die Ausgaben höchstwahrscheinlich auch ungenau sein.

Wenn Simulationsergebnisse ungenau sind, werden Ihre Testergebnisse ebenfalls scheinbar nicht mit Ihrer Simulation und Analyse übereinstimmen.

• Ihre Messungen wurden falsch durchgeführt
• Ihre Simulation hat falsche Ergebnisse geliefert

Was ist also in Ihrer Situation am wahrscheinlichsten? Die meisten Ingenieure sind sehr vertraut mit der Durchführung von Messungen, aber korrekte Simulationen erfordern spezialisiertes Wissen und manchmal sogar einen spezialisierten Informatikabschluss. Aber mit einfachen Strategien können Sie das GIGO-Problem in Ihrem Simulator vermeiden und die genauesten Ergebnisse für Ihr Design erzielen.

Müll rein, Müll raus

Die Industrie bezeichnet diese Diskrepanz zwischen Simulation und Realität als Müll rein, Müll raus, oder GIGO. Wenn dies passiert, haben Sie eine Diskrepanz zwischen Ihren Testergebnissen und Ihren Simulationsergebnissen. GIGO kann bei Schaltungssimulationen, 3D-elektromagnetischen Simulationen, thermischen Simulationen, mechanischen Simulationen oder jeder anderen Art von Simulation auftreten, die Sie sich vorstellen können. Es ist eines der größten Probleme, die sich aus der Verwendung von Simulationsanwendungen ergeben, aber es ist wahrscheinlich der am wenigsten diskutierte Aspekt ihrer Nutzung.

Denken Sie nur einen Moment darüber nach, was bei einer Schaltungssimulation passiert. Die meisten Designer sollten mit SPICE und seiner Verwendung zur Simulation des Schaltungsverhaltens vertraut sein. Diese Simulationen basieren auf genauen Schaltungsmodellen für Ihre Komponenten (einschließlich Kondensatoren, Transistoren und Induktoren), um das Schaltungsverhalten richtig zu beschreiben. Wenn Sie nicht die richtigen Schaltungsmodelle für Ihre Komponenten haben, sollten Sie nicht überrascht sein, wenn Simulationsergebnisse ein Verhalten nicht vorhersagen, das mit Messungen übereinstimmt.

Elektromagnetische Simulatoren sind noch leistungsfähigere Werkzeuge, aber sie sind auch schwieriger zu verwenden, um GIGO zu verhindern. Simulationen eines physischen PCB-Layouts können stark vom Schaltungsverhalten abweichen. Dies liegt daran, dass Schaltungssimulationen die 3D-Wellenausbreitung, die in echten PCBs zu sehen ist, nicht berücksichtigen können, und dies hängt stark von der Geometrie des Systems ab, das Sie simulieren möchten. Setzen Sie die Simulationsgrenzen falsch und Sie werden Ergebnisse erhalten, die nicht mit Ihren Messungen übereinstimmen.

Vermeiden Sie den Müll in der PCB-Simulation

Verstehen Sie die Simulationseinstellungen - Simulationsanwendungen haben viele wichtige Einstellungen, die die Genauigkeit und die Simulationszeit beeinflussen. Dazu gehören Dinge wie Meshing-Einstellungen, Einschränkungen des Simulationsbereichs, Behandlung von Kurven oder Kanten und Zeit-/Raumschritte. Wenn diese nicht korrekt eingestellt sind, sollten Sie sich nicht wundern, wenn die Simulation unrealistische Ergebnisse oder Ergebnisse liefert, die nicht mit Messungen übereinstimmen.

Verstehen Sie Randbedingungen - Eine Randbedingung ist eine wichtige Einstellung in elektromagnetischen Simulationen, und die Randbedingungen im Modell haben einen großen Einfluss auf die Ergebnisse. Lernen und verstehen Sie, was Randbedingungen bedeuten und wie sie die Ergebnisse aus einer Simulation beeinflussen, gehen Sie nicht einfach davon aus, dass die Standardauswahl in Ihrem Simulator für jede Situation funktioniert.

Qualifizieren Sie Simulationseinstellungen gegenüber einem Referenzfall - Wenn Sie eine Simulation mit ihren Einstellungen und Randbedingungen einrichten, ist es eine gute Idee, diese Einstellungen gegenüber einer Referenzsituation zu qualifizieren. Verwenden Sie die Einstellungen und das Modell, um eine Situation zu simulieren, bei der Sie bereits wissen, wie die Ergebnisse aussehen sollten. Springen Sie nicht direkt in eine einzigartige Situation, in der Sie die Antwort noch nicht kennen.

Simulieren Sie die Messung - Denken Sie daran, dass Sie letztendlich eine Simulation gegen eine Messung qualifizieren werden, also ist das die tatsächliche Situation, die Sie simulieren sollten. Wenn Sie beispielsweise eine Übertragungsleitung in einer TDR-Messung bewerten möchten, sollte Ihr Simulationsstimulus Ihrem TDR-Stimulus ähneln. Wenn Ihre Stimuli nicht übereinstimmen, sollten Sie sich nicht wundern, wenn Ihre Simulationen und Messungen erhebliche Unterschiede aufweisen.

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