Power Analyzer by Keysight QuickStart Guide

В современных цифровых проектах с высокоскоростными цепями, высокой плотностью монтажа и несколькими низковольтными шинами питания требования к DC-сети распределения питания (DC Power Delivery Network) предполагают аналитический подход к её проектированию. DC-анализ сети распределения питания, или результаты её DC-целостности питания (Power Integrity по постоянному току, PI-DC), направлены на то, чтобы убедиться, что на пути от источников напряжения к нагрузкам предусмотрено достаточное количество меди — другими словами, что полигоны/плоскости, дорожки и переходные отверстия на плате имеют достаточные размеры (и характеристики), чтобы удовлетворить требованиям по потреблению мощности устройств на плате.

К счастью, от оценок «на глаз» при проверке сети питания печатной платы можно отказаться, используя инструмент моделирования DC Power Integrity (PI-DC), который анализирует DC-поведение проекта платы на основе его электрических и физических свойств. Такой инструмент доступен для Altium Designer — Power Analyzer by Keysight.

Поставляемый как загружаемое Altium Extension, Power Analyzer интегрируется напрямую в Altium Designer, позволяя выполнять PI-DC моделирование и анализ текущего PCB-проекта. Поскольку Power Analyzer работает внутри Altium Designer, не требуется ручной импорт/экспорт данных, преобразования данных или запуск отдельных приложений — запустите Power Analyzer из редактора схемы или PCB, задайте нужные параметры теста и выполните моделирование. Результаты в основном предоставляются в виде 2D/3D-моделирования медной топологии платы, что позволяет быстро оценить итоги и выполнить исследовательские проверки «а что если» для варианта разводки PCB.

  • Power Analyzer by Keysight моделирует медные структуры, присутствующие на плате, извлекая физические данные из платы и данные о компонентах и соединениях из Unified Data Model. Если в схему были внесены изменения, перед выполнением анализа питания всегда выполняйте повторную синхронизацию схемы и PCB. Подробнее см. Managing Design Changes between the Schematic and PCB.

  • Если вам удобнее учиться по видео, посмотрите плейлист How To Work with Power Analyzer by Keysight video Playlist.

Доступ к функциональности Power Analyzer by Keysight

Чтобы получить доступ к функциональности Power Analyzer by Keysight в Altium Designer, необходимо установить Power Analyzer by Keysight software extension . Это расширение можно установить или удалить вручную.

Дополнительные сведения об управлении расширениями см. на странице Extending Your Installation  (Altium Designer Develop, Altium Designer Agile, Altium Designer).

Когда вы нажимаете, чтобы скачать и установить расширение, открывается End-User License Agreement  (). Нажатие Accept означает ваше согласие с условиями EULA; после этого установка продолжится. Нажатие Close означает, что вы не принимаете условия EULA, и процесс установки будет прекращён.

После установки Power Analyzer by Keysight software extension оно предоставляет возможность:

 
 
 
 
 
  • создать новый или открыть существующий документ Power Analysis; 

  • Button, Manage Power Nets настроить Power Analyzer и сети питания; 

  • Button, Show Power Net in Tree просматривать древовидную структуру сетей;

  • Button, Show the Power Net Analysis on the PCB просматривать любые существующие результаты анализа питания;

  • Button, View the Power Net Analysis results as a Report просматривать существующие отчёты и формировать новые отчёты на основе имеющихся результатов анализа питания.

Однако, чтобы выполнить новый анализ питания, у вас должна быть действующая подписка на Power Analyzer by Keysight. В противном случае попытка запустить анализ питания откроет диалог Analyze Your Power Nets, где можно запросить бесплатный пробный период ().

Запуск Power Analyzer

Чтобы начать работу с Power Analyzer, откройте PCB-документ проекта или одну из его схем и выберите Tools » Power Analyzer by Keysight в главном меню.

Документ Power Analyzer Keysight (<ProjectName>.pdnaK) откроется и будет добавлен в область Source Documents проекта (на панели Projects), как показано ниже.

В меню нет команды Power Analyzer by Keysight? Проверьте, что расширение установлено и у вас есть подписка на него (learn more).

Power Analyzer можно запускать как из меню редактора схем, так и из меню редактора PCB. Однако, поскольку Power Analyzer моделирует структуры PCB, любые изменения, внесённые в схему, должны быть синхронизированы с PCB прежде, чем их можно будет обнаружить в документе анализатора (*.pdnaK). Если изменение проекта не было обнаружено, сохраните, закройте и снова откройте документ анализатора.

Подготовка к анализу

Готовы выполнить анализ, но при нажатии кнопки Analyze открывается диалог с предложением доступа к Trial? Проверьте, что расширение установлено и у вас есть подписка на него (learn more).

Power Analyzer необходимо знать физические свойства вашей платы. К ним относятся максимальные плотности тока для внешних/внутренних слоёв, минимальный и максимальный диаметры переходных отверстий, тип меди, рабочая температура и т. п. Эти свойства задаются в области Configuration документа анализатора.

Параметры конфигурации

  • Значения максимальной плотности тока и максимального тока через переходные отверстия одинаковы для всех сетей, поскольку зависят от геометрии меди.

  • Настройки Max Current Density for Surface / Internal Layers задают допустимое значение для соответствующих слоёв PCB.

  • Максимальный ток в переходных отверстиях задаётся для минимального и максимального размеров отверстий, используемых в проекте. Значения диаметра отверстия задаются в полях Min Via Diameter и Max Via Diameter, вместе с допустимым Max Current для этого размера отверстия.

  • Во время моделирования программа разбивает топологию PCB на сетку. По умолчанию используется динамический размер сетки. Включив флажок Simulation Mesh Size, можно задать требуемый размер сетки.

  • По умолчанию сеть Ground исключается из результатов Heatmap. Чтобы включить сеть Ground, отключите флажок Skip Ground, затем выберите сеть GND в раскрывающемся списке Network / Net в верхней части панели Power Analysis by Keysight, чтобы просмотреть результаты Heatmap. Обратите внимание: Heatmap поддерживает полигональные структуры на сигнальных слоях, но поведение слоя плоскости питания (power plane) смоделировать нельзя.

  • Поле Copper Type задаёт тип используемой меди вместе с соответствующими параметрами и температурными параметрами. 

  • Work Temperature используется для определения удельного сопротивления проводников, а Temperature Compensation — это критерий самого материала, связанный с его теплопроводностью. У разных материалов разные коэффициенты теплопроводности и, соответственно, они по‑разному влияют на нагрев материала в зависимости от нагрузки. Этот нагрев будет влиять на внутреннее сопротивление материала, что, в свою очередь, повлияет на падение напряжения (Voltage Drop).

  • Via Plating Thickness, отображаемый в области Global PCB Parameters, задаётся на панели Properties в Layer Stack Manager – learn more.

При необходимости измените значения по умолчанию в соответствии с вашим проектом.

Помимо максимальной плотности тока и максимального тока через переходное отверстие (via), для каждой определённой силовой цепи (power net) необходимо указать допустимое значение падения напряжения. Настройте DC Drop Limit для каждой цепи, выбрав предопределённый процент или введя значение Custom.

Auto-Define Settings используются Power Analyzer’ом при попытке автоматически определить силовые цепи (power nets) по вашему проекту. Для этого ему нужно знать, как идентифицировать элементы схемы, такие как стабилизаторы напряжения, разъёмы и последовательные (series) компоненты. Помимо использования подсказок вроде префиксов позиционных обозначений компонентов, вы также можете добавлять параметры к некоторым компонентам, чтобы улучшить процесс автоматического распознавания. Дополнительные сведения см. в разделе Auto-recognition Requirements

Добавление силовой цепи (Power Net) для моделирования

Чтобы добавить силовую цепь для моделирования, нажмите кнопку  в левом верхнем углу, чтобы открыть диалог Manage Nets. Установите флажок для требуемой Power Net Name и настройте соответствующие Reference Net. Если для цепи (net) в схеме нет объекта power port, она не будет показана в списке Power Net Name. Нажмите Show Custom Nets чтобы включить все цепи в проекте. При необходимости можно включить несколько силовых цепей. Иерархические связи между силовыми цепями определяются автоматически после полной настройки силовой цепи.

Для каждой силовой цепи требуется источник питания — далее будет выполнена их настройка.

Вы также можете нажать кнопку  чтобы программа создала силовые цепи за вас; она попытается сделать это, автоматически распознавая топологию проекта на основе текущих настроек в области Auto-Define Settings раздела Configuration в документе анализатора (*.pdnaK).

Добавление источника питания

Чтобы добавить источник питания, нажмите + (или соответствующий элемент управления Manage ) в разделе Sources нужной силовой цепи. Если цепь включает более одного источника питания, нажмите Manage и выберите оставшиеся компоненты.

Чтобы компонент был доступен в качестве источника, он должен подключаться к выбранной Power Net, но может подключаться к выбранной Reference Net через любой компонент, подключённый к этой Reference Net.

Карточка компонента

Каждый компонент, добавленный как Source или Load, представлен в документе Power Analyzer в виде Component Card.

  • Наведите курсор на карточку компонента, чтобы отобразить кнопки Edit и Delete.
  • Дважды щёлкните по карточке компонента, чтобы открыть диалог Properties для этого компонента.
  • Щёлкните по значению Design Item Id, чтобы выполнить кросс‑пробу (cross‑probe) к этому компоненту на схеме. Уровень масштабирования при кросс‑пробе задаётся в разделе Highlight Methods на странице System - Navigation диалога Preferences.
  • Отредактируйте основное значение анализа этого компонента прямо в карточке (или откройте редактирование компонента, чтобы получить доступ ко всем свойствам).

Расширение цепи (Net)

Силовые цепи на плате могут проходить через пассивные элементы, такие как предохранители или резисторы; при этом по другую сторону такого компонента будет другая цепь (net). В такой ситуации рекомендуется extend the net, включив промежуточный компонент и его вторую цепь как часть основной цепи. Для этого используется функция Extend Nets.

Чтобы расширить цепь, нажмите значок +Extend Nets рядом с её именем, чтобы открыть диалог <PowerNet> Extensions Manager. Нажмите + чтобы расширить целевую цепь. Power Analyzer отображает только те цепи, которые можно подключить через один компонент расширения. После того как вы Add цепь, связанный компонент будет автоматически добавлен в диалог <PowerNet> Extensions Manager; при необходимости его можно изменить.

Силовые цепи можно расширять через последовательный (series) компонент.Силовые цепи можно расширять через последовательный (series) компонент.

Затем вы можете продолжить расширение цепи, нажимая символ + , как показано на изображении ниже. По завершении нажмите Save в диалоге <PowerNet> Extensions Manager.

Продолжайте добавлять последовательные компоненты и цепи.

Примечания по расширению цепи

  • Для каждого последовательного компонента можно задать падение напряжения, сопротивление и максимально допустимый ток; эти параметры будут учитываться при анализе (show image).

  • Если вы указали неверную цепь, её можно удалить: наведите курсор на её имя и нажмите появившийся значок удаления.

  • После сохранения расширенной цепи компоненты, подключённые к расширенным цепям, появятся в списке с нагрузками, и вы сможете добавить их.

  • Рядом с именем силовой цепи отображается количество добавленных расширений; наведите курсор на число, чтобы увидеть имена расширяющих цепей (как показано на изображении выше).

  • Поддержка моделирования для параллельных компонентов в расширенной цепи была добавлена в расширении PABK V1.0.6, а поддержка в пользовательском интерфейсе — в расширении PABK V1.0.9. Чтобы задать параллельные компоненты, выберите цепь во всплывающем диалоге Extensions Manager, затем включите все параллельные компоненты, как показано на изображении ниже. Наведите курсор на изображение, чтобы показать диалог после завершения расширения цепи.

    Выберите все параллельные компоненты в цепи.Выберите все параллельные компоненты в цепи.

Задание нагрузки

Чтобы добавить компонент нагрузки, нажмите + (или соответствующий элемент управления Manage ) в разделе Loads и затем выберите нужный компонент. Компонент отображается в диалоге, когда он подключён к основной или расширенной цепи.

После добавления компонента вы можете указать его потребление либо напрямую в его карточке компонента, либо нажав кнопку  для открытия диалога <NetName>/<LoadName> Load Properties.

Примечания по настройке нагрузки

  • Задайте свойства нагрузки, включая Load TypeTotal Load Current и Min, а также Max Voltage.
  • Убедитесь, что питающая цепь IN настроена правильно, а также параметры Reference и Connected to reference through.
  • Ток нагрузки автоматически поровну распределяется между всеми обнаруженными силовыми выводами; при необходимости измените эти значения.
  • При настройке нагрузки типа IC (Current) вы можете видеть все выводы компонента нагрузки, которые соединяют его с источником через разные последовательные компоненты, с возможностью выбрать нужные выводы.

Когда открыт диалог Manage Loads (или Add Sources), в нём есть столбец Design Item Id. Щёлкните по записи в этом столбце, чтобы выполнить кросс‑пробу к соответствующему компоненту на схеме — так проще проверить, что вы выбираете правильный компонент.

Уровень масштабирования при кросс‑пробе задаётся в разделе Highlight Methods на странице System - Navigation диалога Preferences.

Задание VRM

Чтобы определить компонент Voltage Regulator Module (VRM), сначала добавьте его как нагрузку. Затем откройте диалог компонента Load Properties (нажмите кнопку  ), чтобы настроить его.

После настройки нагрузки как VRM она также будет отображаться как источник для силовой цепи, указанной в качестве её цепи OUT.После настройки нагрузки как VRM она также будет отображаться как источник для силовой цепи, указанной в качестве её цепи OUT.

Примечания по настройке VRM

  • Укажите Load Type как VRM нужного типа.
  • Задайте выходное напряжение в поле Vout, а также другие свойства регулятора.
  • Настройте цепи IN и OUT в области Nets Management диалога.
  • Если VRM не подключается напрямую к опорной цепи или использует другую опору, настройте параметры Reference и Connected to reference through по необходимости.
  • В иерархии автоматически создаётся дочерняя силовая сеть, где источником является этот VRM (как показано выше).
  • Если у VRM более одной выходной цепи, добавьте все необходимые цепи с помощью ссылки +Add Out Net в диалоге Load Properties и укажите их выходной ток в соответствующих появляющихся полях.

Настроенная силовая цепь

Каждая настроенная силовая цепь отображается как отдельное сворачиваемое определение в документе *.pdnaK; настроенная цепь PWR_IN показана ниже вместе с двумя дочерними силовыми цепями 3V3 и 1V8, которые имеют небольшой отступ, указывающий на их статус дочерних цепей.

Понимание определения силовой цепи

  • Каждая силовая цепь отображается как отдельное сворачиваемое Power Net Definition.
  • Баннер Power Net Definition включает:
    • Имя силовой цепи 
    • Опорную цепь 
    • Индикатор, показывающий количество дополнительных цепей (), если цепь была расширена. Наведите курсор, чтобы увидеть имена дочерних цепей.
    • Кнопка  , нажмите, чтобы показать структуру соединений компонентов в этой цепи в контексте всей иерархии силовой сети.
    • Кнопка  , нажмите, чтобы удалить эту цепь из процесса анализа вместе со всеми дочерними цепями.
    • Кнопка  , нажмите, чтобы проанализировать эту цепь вместе со всеми дочерними цепями.
  • Каждый компонент в цепи представлен карточкой компонента.
  • После выполнения анализа цепи результаты Voltage Drop, Current Density и Max Via Current для этой цепи отображаются в Power Net Definition, как показано на изображении выше.
    • Каждый индикатор показывает смоделированное значение относительно заданного предела. Если значение полностью укладывается в предел, линия шкалы зелёная. Если оно близко к пределу — линия жёлтая, а если предел превышен — красная. 
    • Нажмите кнопку  , чтобы переключиться в редактор PCB и показать на плате медь, относящуюся к этой цепи. В редакторе PCB используйте панель Power Analyzer by Keysight для управления процессом анализа.
    • Нажмите кнопку  , чтобы сформировать и открыть подробный отчёт по этой силовой цепи. Внутри отчёта используйте кнопку  , чтобы сохранить копию в HTML.

Древовидное представление силовых цепей

Переключитесь на просмотр настроенной силовой цепи (и любых дочерних цепей, определённых через VRM) в виде дерева, нажав соответствующую кнопку . Будет показана вся структура, при этом конкретная силовая цепь и связанные компоненты будут выделены соответствующим образом.

Древовидное представление позволяет быстро оценить, определена ли вся силовая сеть так, как требуется, и готова ли она к анализу. Чтобы вернуться в главное окно, нажмите ссылку Power Analyzer by Keysight в левом верхнем углу документа .pdnaK.

Запуск анализа

После завершения настройки вы можете выполнить анализ конкретной цепи, нажав соответствующую кнопку . Сводка результатов анализа отображается в Power Net Definition, как показано ниже. Чтобы увидеть результаты на PCB, нажмите соответствующую кнопку .

Чтобы проанализировать все настроенные цепи одним действием, нажмите кнопку  (в правом верхнем углу документа анализатора). Если вы выберете для анализа силовую цепь верхнего уровня в древовидной структуре, то будут также проанализированы все подцепи (созданные через компоненты VRM). Если все цепи уже проанализированы, вы можете выбрать, какая цепь сейчас подсвечена, используя выпадающий список Network/Net в верхней части панели Power Analyzer by Keysight

Управление слоями

Переключение слоёв симуляции выполняется так же, как и при работе с PCB — через вкладки слоёв внизу окна редактора PCB. Также можно сфокусироваться на текущем слое с помощью сочетания клавиш Shift+S; используйте его, чтобы циклически переключать варианты видимости режима Single Layer Mode.

Используйте вкладки слоёв PCB, чтобы быстро переключать отображение результатов анализа. Здесь показаны результаты для верхнего слоя (Top Layer). Наведите курсор на изображение, чтобы увидеть результаты для нижнего слоя (Bottom Layer).Используйте вкладки слоёв PCB, чтобы быстро переключать отображение результатов анализа. Здесь показаны результаты для верхнего слоя (Top Layer). Наведите курсор на изображение, чтобы увидеть результаты для нижнего слоя (Bottom Layer).

Панель Power Analyzer by Keysight

В редакторе PCB процесс анализа и результаты управляются через панель Power Analyzer by Keysight. Обратите внимание: панель добавляется в список доступных панелей (через кнопку Panels) после выполнения анализа питания и нажатия кнопки  .  

Network / Net

  • Network / Net — используется для выбора сети (Network, ) или цепи (Net, ), которую нужно отобразить в виде тепловой карты в графической области.
  • Only nets with violations — когда этот параметр включён (по умолчанию), в выпадающем списке доступны только цепи, в которых сейчас есть нарушение. Снимите этот параметр, чтобы вывести список всех силовых цепей. 
  • Используйте стандартные приёмы редактора PCB для панорамирования и масштабирования рабочей области, чтобы изучать результаты симуляции.

Ниже селектора Network / Net на панели есть две вкладки: General и Heatmap. Параметры на этих вкладках относятся к цепи, выбранной в выпадающем списке Network / Net.

Выберите цепь для отображения, затем настройте для неё параметры General или Heatmap.Выберите цепь для отображения, затем настройте для неё параметры General или Heatmap.

Heatmap

Вкладка Heatmap на панели Power Analyzer by Keysight используется для управления тем, какие данные отображаются в виде тепловой карты — плотность тока (Current Density) или падение напряжения (Voltage Drop), — а также тем, как применяется цвет к плотности тока или падению напряжения.

Используйте вкладку Heatmap  панели Power Analyzer by Keysight, чтобы изменить результаты симуляции, отображаемые на PCB. Здесь показаны результаты по плотности тока (Current Density). Наведите курсор на изображение, чтобы увидеть результаты по падению напряжения (Voltage Drop).Используйте вкладку Heatmap панели Power Analyzer by Keysight, чтобы изменить результаты симуляции, отображаемые на PCB. Здесь показаны результаты по плотности тока (Current Density). Наведите курсор на изображение, чтобы увидеть результаты по падению напряжения (Voltage Drop).

Параметры для каждого из этих режимов описаны ниже.

Тепловая карта для плотности тока
  • Вся цепь окрашивается так, чтобы отражать плотность тока в каждой точке вдоль цепи: чем выше плотность тока, тем «горячее» (краснее) цвет. 
  • Show Heatmap — используйте этот элемент управления, чтобы быстро убрать тепловую карту и вернуть стандартное отображение PCB. 
  • Show Arrows of Current Direction — включите этот параметр, чтобы отображать маленькие стрелки, показывающие направление протекания тока по всей цепи.
  • Use Noise Suppression — по мере того как рассчитанный ток приближается к нулю, стрелки направления тока создают впечатление, что в этой области течёт ток, хотя по сути его там нет. Включите этот параметр, чтобы исключить эти малые значения тока, которые могут вводить в заблуждение.
  • Scope Controller — то, как цвет применяется к цепи для отображения интенсивности («нагрева»), задаётся параметром Scope Controller. Значение Max по умолчанию равно максимальной рассчитанной плотности тока в этой цепи (show image), а Min по умолчанию равно 0 A/mm2. Эта шкала отображается в виде цветной полосы под PCB и отражает: текущие настройки Min и Max, шкалу, определяемую выбранным типом Scale, и единицы измерения. Значения Min и Max можно изменить, щёлкнув и перетащив ползунок, либо введя новое значение в поля Min или Max. Рассчитанные значения ниже Min отображаются синим, а значения выше Max — красным. 
  • Use Logarithmic Scale — включите этот параметр, чтобы переключить шкалу с линейной на логарифмическую. Логарифмическая шкала приводит к тому, что более высокие значения концентрируются ближе к концу цветовой шкалы hot. Например, можно включить логарифмическую шкалу, чтобы быстро найти участки трассировки, по которым протекают большие токи, а затем переключиться на линейную шкалу, чтобы изучить распределение плотностей тока внутри этого участка трассировки.

Логарифмическая тепловая карта плотности тока показывает проблемную область; наведите курсор на изображение, чтобы увидеть эту область, отображённую с использованием линейной шкалы.Логарифмическая тепловая карта плотности тока показывает проблемную область; наведите курсор на изображение, чтобы увидеть эту область, отображённую с использованием линейной шкалы.

Тепловая карта для падения напряжения
  • Вся цепь окрашивается так, чтобы отражать напряжение в каждой точке вдоль цепи: чем выше напряжение, тем «горячее» (краснее) цвет. При таком подходе чем «холоднее» цвет, тем ниже напряжение (и тем больше падение напряжения). 
  • Show Heatmap — используйте этот элемент управления, чтобы быстро убрать тепловую карту и вернуть стандартное отображение PCB. 
  • Show Arrows of Current Direction — включите, чтобы отображать маленькие стрелки, показывающие направление протекания тока по всей цепи.
  • Use Noise Suppression — по мере того как рассчитанный ток приближается к нулю, стрелки направления тока создают впечатление, что в этой области течёт ток, хотя по сути его там нет. Включите этот параметр, чтобы исключить эти малые значения тока, которые могут вводить в заблуждение.
  • Scope Controller - то, как цвет применяется к цепи (net) для отображения интенсивности или «нагрева», управляется значением Scope Controller. Значение Max по умолчанию устанавливается чуть ниже указанного максимального напряжения для этой цепи, а значение Min — это Max - calculated voltage drop (show image). Эта шкала отображается в виде цветной полосы под платой PCB и отражает: падение напряжения либо как абсолютное значение, либо в процентах, текущие настройки Min и Max, а также единицы измерения. Значения Min и Max можно изменять, щёлкая и перетаскивая ползунки, либо вводя новое значение в поля Min или Max. Расчётные значения ниже Min отображаются синим, а значения выше Max — красным. 
  • Scale Type - шкала падения напряжения может быть выражена либо в вольтах (нажмите кнопку  ), либо в процентах (нажмите кнопку  ).
  • Enable Visual Slider for Voltage Contour - если включено, отображает на тепловой карте (heatmap) место(а), где напряжение равно заданным Voltage Contour Points, что позволяет быстро определить эти области. Значения Contour Point можно корректировать перетаскиванием ползунков или вводом значений в поля Voltage Contour Points ниже. Дополнительные точки можно добавлять, а существующие — удалять, нажимая соответствующий значок.

Contour Points можно настроить, чтобы быстро находить на плате места, где напряжение имеет указанное значение.Contour Points можно настроить, чтобы быстро находить на плате места, где напряжение имеет указанное значение.

Violation Detection

Если симуляция обнаруживает нарушение: Voltage Drop, Current Density или Max Via Current, они перечисляются в разделе Violations панели Power Analyzer by Keysight. Щёлкните по нарушению в панели, чтобы выполнить кросс-пробинг к конкретному месту на PCB, где возникла эта ошибка. Если вы не можете прочитать всё описание нарушения, наведите курсор на раздел Description у нарушения — появится всплывающая подсказка со всеми подробностями.

Нарушения автоматически детализируются в разделе Violations панели Power Analyzer by Keysight. Наведите курсор на изображение, чтобы показать нарушение Via Current.Нарушения автоматически детализируются в разделе Violations панели Power Analyzer by Keysight. Наведите курсор на изображение, чтобы показать нарушение Via Current.

Обратите внимание: режим тепловой карты (Current Density или Voltage Drop) выбирается автоматически в зависимости от типа нарушения, по которому вы щёлкаете. 

Probes

Раздел Probes панели Power Analyzer by Keysight используется для размещения измерительных пробников непосредственно на PCB. Пробники могут измерять либо Current Density, либо Voltage Drop; тип измерения определяется текущим режимом тепловой карты платы.

Пробники могут быть:

  1. Одиночный пробник (Single Probe) — для измерения абсолютного значения в точке установки, или
  2. Дифференциальный пробник (Difference Probe) — для измерения разницы между двумя точками установки. 

Оба типа пробников размещаются нажатием кнопки  в области Probes панели. Чтобы установить Single Probe, щёлкните в нужном месте, затем щёлкните правой кнопкой мыши (или нажмите Esc). Чтобы установить Difference Probe, щёлкните один раз, чтобы задать первую точку, затем щёлкните второй раз, чтобы задать вторую точку. После определения пробника результаты измерений будут отображаться в панели.

При установке пробника действуют те же функции привязки (snapping), что и при размещении других объектов проектирования в редакторе PCB. Подробнее о единой системе привязки курсора см. на странице Working with the Cursor-Snap System.

Нажмите кнопку  , чтобы создать изображение PCB в последней выбранной точке Probe. Изображение будет показано в области Image Captures панели и помечено значком Probe. Наведите курсор на снимок экрана, чтобы отобразить сведения о Probe (show image). 

Пробники могут измерять напряжение или ток — как абсолютное значение, так и разницу между двумя точками. Наведите курсор на изображение, чтобы показать токовый пробник.Пробники могут измерять напряжение или ток — как абсолютное значение, так и разницу между двумя точками. Наведите курсор на изображение, чтобы показать токовый пробник.

Если в проект внесены какие-либо изменения, существующие Probes необходимо очистить () и установить новые.

Image Captures

Функция захвата изображений в панели Power Analyzer by Keysight может использоваться для создания специфичного для проекта скриншота выбранной цепи, который затем можно включить в отчёт.

Чтобы сделать снимок определённой области платы, сначала настройте вид платы в основном рабочем пространстве так, чтобы элементы, которые вы хотите включить в захват, были видимы. Когда всё готово, нажмите кнопку   в области Image Captures панели, чтобы сделать скриншот. Вы можете продолжать менять вид платы и Add дополнительные изображения. Чтобы удалить изображение, наведите курсор на изображение, чтобы появилась кнопка  , затем щёлкните один раз для удаления.

Image Captures не сохраняются вместе с проектом. Чтобы сохранить изображения, сформируйте Analysis Report.

Analysis Report

Чтобы сформировать полный отчёт анализа, нажмите кнопку  в верхней части документа анализатора. Полный отчёт включает раздел для каждой силовой цепи (power net) в сети, как показано на изображении ниже. 

Внутри отчёта щёлкните по power net, чтобы увидеть подробный отчёт по ней, включая:

  • Глобальные настройки конфигурации
  • Стек слоёв (Layer Stackup) платы
  • Тепловые карты Current Density для каждого сигнального слоя
  • Тепловые карты Voltage Drop для каждого сигнального слоя
  • Дерево силовой сети (power network tree view) с подсветкой выбранной цепи.
  • Детали анализа для выбранной цепи, включая: потребление мощности (Power Consumption); сведения о запасах (Margins) и результатах Pass/Fail; подробную сводку по характеристикам всех переходных отверстий (Vias) в этой цепи; все пользовательские Screen Captures.

  • Нажмите кнопку  , чтобы сохранить отчёт в формате HTML. В последующем диалоге Save Report Settings настройте, какие сети и какие конкретные данные должны быть включены в отчёт.
  • Отчёт сохраняется в подпапке в папке проекта с именем \PowerAnalyzerByKeysight_Output\HTMLReport\<ProjectName> [PDNA]_<CurrentDate>_<CurrentTime>.
  • Все изображения в отчёте сохраняются в подпапке \Images.
  • Во время анализа также создаётся ряд лог-файлов; они тоже сохраняются в подпапке в папке проекта с именем \PowerAnalyzerByKeysight_Output\<BoardName>\.

Auto-recognition Requirements

Помимо ручного добавления силовых цепей, Power Analyzer by Keysight умеет распознавать и добавлять power nets автоматически, включая источники и нагрузки, сокращая время, необходимое для определения структуры питания.

Auto-Define Settings

Перед запуском авто-распознавания необходимо сначала настроить параметры алгоритма под ваш проект. Эти параметры настраиваются в разделе Auto-Define Settings раздела Configuration окна документа Power Analyzer by Keysight.

Компоненты, которые не подпадают под эти критерии авто-определения, рассматриваются как обычные нагрузки. Также можно добавлять именованные параметры к отдельным компонентам схемы, определяя тип и свойства этого компонента в системе питания. Эти параметры можно задать как часть компонента при его создании или добавить позже на схеме.

Parameter For Components

Для корректного распознавания все компоненты, связанные с питанием, должны соответствовать следующим критериям:

  • Чтобы автоматически обнаружить компонент-источник (Source), компонент должен иметь параметр с именем Component Type и значением Source.

  • Если параметр не найден, поиск будет выполняться на основе Default Connectors Designators, которые определены в области Auto-Define Settings раздела Configuration в документе анализатора (*.pdnaK). Обратите внимание: будут определяться только разъёмы (connectors) с подключениями питания, если только они не упоминаются как часть расширенной цепи (extended net).
  • Модули стабилизаторов напряжения (Voltage Regulator Modules, VRMs):
    • Линейные стабилизаторы должны иметь параметр с именем Component Type и значением VRM.
    • Для VRM-стабилизатора типа SMPS параметр Component Type должен иметь значение SMPS.
    • Если VRM включает функцию Sense, параметр Component Type должен иметь значение Sense.

  • Если параметр не задан, поиск будет выполняться на основе VRM Keywords, определённых в области Auto-Define Settings раздела Configuration в документе анализатора. По умолчанию эти ключевые слова: PWR, REG, Regulator, Voltage, Switch.

  • Значение потребления компонента (Load) должно быть задано параметром с именем Current Consumption. Обратите внимание на символ десятичного разделителя в значении: это может быть . или , в зависимости от системных настроек.

Если у компонента есть параметр Current Consumption, указанное значение распределяется между всеми выводами, подключёнными к одной и той же цепи.

Parameter Synchronization

Все параметры должны быть синхронизированы между PCB и схемой. Это можно проверить, выбрав компонент на PCB и убедившись, что параметры анализа питания присутствуют на вкладке Parameters панели Properties.

For Design

  • Все силовые цепи (power nets) должны быть определены:
    • с использованием объекта Power Port,
    • с настроенным свойством Power Net так, чтобы цепь включала Supply Net Parameter (как описано ниже),
    • или именованы так, чтобы их имя распознавалось Name Mask (определено в области Auto-Define Settings раздела Configuration в документе анализатора).
  • Чтобы получить значение напряжения с помощью Name Mask, имя силовой цепи (power net) должно соответствовать формату *V* или *.*V, где * — числовое значение, как показано на изображении ниже.

  • Альтернативный способ задать значение напряжения для силовой цепи — настроить свойство Power Net, определённое на панели Properties для любого проводника (wire) в этой цепи. Чтобы включить это свойство, сначала разместите на цепи директиву Parameter Set Directive (Place » Directives » Parameter Set) (наведите курсор на изображение ниже, чтобы увидеть изображение этого процесса). Размер, цвет и метка задаются пользователем; именно наличие директивы включает свойство Power Net для этой цепи. После добавления директивы выберите проводник в этой цепи, включите свойство Power Net и настройте Voltage цепи, как показано ниже. 

  • Последовательные компоненты должны соответствовать заданным обозначениям (designators) резисторов, индуктивностей и пользовательских последовательных компонентов (как определено в области Auto-Define Settings раздела Configuration в документе анализатора).

  • VRM должны быть подключены как минимум к двум силовым цепям.

Команды Power Analyzer

Следующие команды доступны из главных меню редактора Power Analyzer.

Команда

Краткое описание и использование

Tools » Define Automatically

Пытается автоматически распознать топологию проекта на основе текущих настроек в области Auto-Define Settings раздела Configuration в документе анализатора (*.pdnaK). К этой команде также можно получить доступ, нажав кнопку Define Automatically в левом верхнем углу редактора.

File » Load from File

Загрузить сохранённый документ Power Analyzer by Keysight (*.pdnaK) в редактор Power Analyzer.

Edit » Manage Nets

Открыть диалог Manage Nets, где выбираются силовые цепи (Power Nets) для анализа. Установка флажка у цепи добавляет её в документ анализатора (*.pdnaK). Снятие флажка удаляет её (вместе со всеми дочерними силовыми цепями) из документа. К этой команде также можно получить доступ, нажав кнопку Manage Nets в левом верхнем углу редактора. Подробнее о управлении цепями.

File » Save

Сохранить текущую конфигурацию Power Analyzer в документ Power Analyzer by Keysight (*.pdnaK)

File » Save As

Сохранить текущую конфигурацию Power Analyzer в документ Power Analyzer by Keysight (*.pdnaK) под новым, заданным пользователем именем.

Tools » Measurement Units » mil

Настроить Power Analyzer на использование имперских единиц измерения (милы).

Tools » Measurement Units » mm

Настроить Power Analyzer на использование метрических единиц измерения (мм).

Ограничения Power Analyzer

На данном этапе Power Analyzer by Keysight не поддерживает:

  1. Отрицательные напряжения.
  2. Встроенные компоненты (компоненты, размещённые на внутреннем слое). Подробнее: Проектирование печатной платы со встроенными компонентами.

 

AI-LocalizedЛокализовано с помощью ИИ
Если вы обнаружили проблему, выделите текст/изображение и нажмитеCtrl + Enter, чтобы отправить нам свой отзыв.
Доступность функциональных возможностей

Набор доступных функциональных возможностей зависит от вашего решения Altium – Altium Develop, редакция Altium Agile (Agile Teams или Agile Enterprise) или Altium Designer (на активной подписке).

Если вы не видите в своем ПО функцию, описанную здесь, свяжитесь с отделом продаж Altium, чтобы узнать больше.

Устаревшая документация

Документация Altium Designer больше не разделена по версиям ПО. Если вам необходим доступ к документации по старым версиям Altium Designer, посетите раздел Устаревшая документация на странице Прочие установщики.

Content