Tránh GIGO trong Công cụ Mô phỏng PCB của Bạn

Công cụ mô phỏng rất hữu ích để hiểu về hành vi điện từ trong một thiết kế. Mô phỏng giúp tăng tốc các nhiệm vụ phân tích của bạn và chúng cho phép bạn nhận diện những lỗi đơn giản trước khi chúng làm hỏng chức năng của thiết kế. Miễn là mô phỏng bạn tạo ra có thể phản ánh chính xác tình hình thực tế trên bảng mạch của bạn, bạn có thể yên tâm rằng kết quả sẽ khá chính xác khi được tái tạo trong thí nghiệm.

Thật không may, điều này không phải lúc nào cũng xảy ra. Mô phỏng cho phép bạn mô phỏng hầu như bất cứ điều gì, và những ứng dụng này không thể đọc suy nghĩ của bạn. Điều này có nghĩa là mô phỏng bạn thực sự đang chạy có thể không hoàn toàn phản ánh môi trường thực tế trong PCB của bạn. Nếu bạn nhập các thiết lập không chính xác vào mô phỏng, kết quả đầu ra cũng có khả năng sẽ không chính xác.

Khi kết quả mô phỏng không chính xác, kết quả thử nghiệm của bạn cũng sẽ xuất hiện không khớp với mô phỏng và phân tích của bạn.

• Bạn đã thực hiện các phép đo không chính xác
• Mô phỏng của bạn đã tạo ra kết quả sai

Vậy điều gì có khả năng xảy ra trong tình huống của bạn? Hầu hết kỹ sư đều rất quen thuộc với việc thực hiện các phép đo, nhưng để mô phỏng chính xác đòi hỏi kiến thức chuyên môn, và đôi khi cần một bằng cấp tính toán chuyên ngành. Nhưng với những chiến lược đơn giản, bạn có thể tránh được vấn đề GIGO trong bộ mô phỏng của mình và nhận được kết quả chính xác nhất cho thiết kế của bạn.

Rác vào, rác ra

Ngành công nghiệp đã gọi sự không khớp giữa mô phỏng và thực tế này là rác vào, rác ra, hay GIGO. Khi điều này xảy ra, bạn sẽ có sự không khớp giữa kết quả thử nghiệm và kết quả mô phỏng của bạn. GIGO có thể xuất hiện trong mô phỏng mạch, mô phỏng điện từ 3D, mô phỏng nhiệt, mô phỏng cơ khí, hoặc bất kỳ loại mô phỏng nào bạn có thể tưởng tượng. Đây là một trong những vấn đề lớn nhất phát sinh từ việc dựa vào các ứng dụng mô phỏng, nhưng có lẽ là khía cạnh ít được thảo luận nhất trong việc sử dụng chúng.

Hãy nghĩ về những gì xảy ra trong một mô phỏng mạch chỉ trong một khoảnh khắc. Hầu hết các nhà thiết kế nên quen thuộc với SPICE và việc sử dụng nó để mô phỏng hành vi mạch. Những mô phỏng này dựa vào các mô hình mạch chính xác cho các linh kiện của bạn (bao gồm tụ điện, transistor, và cuộn cảm) để mô tả chính xác hành vi mạch. Nếu bạn không có các mô hình mạch đúng cho các linh kiện của bạn, thì bạn không nên ngạc nhiên khi kết quả mô phỏng không dự đoán được hành vi phù hợp với các phép đo.

Các bộ mô phỏng điện từ còn là công cụ mạnh mẽ hơn nữa, nhưng chúng cũng khó sử dụng hơn để ngăn chặn GIGO. Mô phỏng bố cục PCB vật lý có thể lệch lạc lớn so với hành vi mạch. Điều này là bởi vì mô phỏng mạch không thể tính toán được sự lan truyền sóng 3D thấy trong PCB thực tế, và điều này phụ thuộc nhiều vào hình dạng của hệ thống bạn muốn mô phỏng. Đặt sai giới hạn mô phỏng và bạn sẽ có kết quả không khớp với các phép đo của mình.

Tránh Rác trong Mô Phỏng PCB

Hiểu các thiết lập mô phỏng - Các ứng dụng mô phỏng có nhiều thiết lập quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác và thời gian mô phỏng. Những điều này bao gồm như thiết lập lưới, giới hạn khu vực mô phỏng, xử lý các đường cong hoặc cạnh, và bước thời gian/không gian. Nếu những thiết lập này không được đặt đúng cách, thì bạn không nên ngạc nhiên khi mô phỏng tạo ra kết quả không thực tế hoặc kết quả không khớp với các phép đo.

Hiểu điều kiện biên - Điều kiện biên là một thiết lập quan trọng trong mô phỏng điện từ, và các điều kiện biên trong mô hình sẽ có ảnh hưởng lớn đến kết quả. Học và hiểu điều kiện biên có nghĩa là gì và chúng ảnh hưởng như thế nào đến kết quả từ một mô phỏng, đừng chỉ giả định lựa chọn mặc định trong bộ mô phỏng của bạn sẽ hoạt động cho mọi tình huống.

So sánh thiết lập mô phỏng với một tình huống tham chiếu - Khi thiết lập một mô phỏng với các thiết lập và điều kiện biên của nó, việc so sánh những thiết lập đó với một tình huống tham chiếu là một ý tưởng tốt. Sử dụng các thiết lập và mô hình để mô phỏng một tình huống mà bạn đã biết trước kết quả nên như thế nào. Đừng vội vàng bước vào một tình huống độc đáo mà bạn chưa biết câu trả lời.

Mô phỏng phép đo - Nhớ rằng, cuối cùng bạn sẽ so sánh một mô phỏng với một phép đo, vì vậy đó là tình huống thực tế bạn nên mô phỏng. Ví dụ, nếu bạn dự định đánh giá một đường truyền trong phép đo TDR, thì kích thích mô phỏng của bạn nên giống như kích thích TDR của bạn. Nếu các kích thích của bạn không khớp, thì đừng ngạc nhiên khi mô phỏng và phép đo của bạn có sự khác biệt đáng kể.

Dù bạn muốn mô phỏng điều gì, Altium Designer® bao gồm một gói mô phỏng tích hợp và các kết nối để giao tiếp với các ứng dụng mô phỏng điện từ tốt nhất trong ngành. Để thực hiện sự hợp tác trong môi trường đa ngành nghề ngày nay, các công ty đổi mới đang sử dụng nền tảng Altium 365™ để dễ dàng chia sẻ dữ liệu thiết kế và đưa dự án vào sản xuất.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện được với Altium Designer trên Altium 365. Bắt đầu dùng thử miễn phí Altium Designer + Altium 365 ngay hôm nay.