Arbetsflöde - Simulering

Alla konstruktioner behöver inte simuleras och inte heller har alla CAD-verktyg inbyggda funktioner för detta. En anledning till att det ändå kan vara vettigt att göra det i en "vanlig" PCB design är att kretsarna och kretsfamiljerna på marknaden idag har så snabba omslags-tider att dessa kan betraktas som High-Speed och man kan bli tvungen att se till att loopareor, termineringar och överhörning inte ställer till med något.

Vanligen har CAD-leverantören integrerat konverterare, till externa simuleringsverktyg, i sin programvara. Dessa kan ha funktioner som att simulera följande:

  • transmissionslinje-egenskaper
  • signalintegritet
  • spänningskontroll
  • EMI/EMC
  • termiska egenskaper

och olika parametrar, som simuleras:

  • signalflöde
  • stig- och falltider för signalflankerna
  • överhörning
  • reflektioner
  • terminering
  • impedanskontroll
  • frekvensberoende förluster
  • via-modellering
  • spänningsdistribution
  • störningsutbredning i spänningsplan
  • kort- och komponenttemperaturer / kylningsbehov

Det är inte svårt att inse nyttan av dessa simuleringar, men det finns dock ett par saker som gör att man drar sig för att göra dom. Viktig faktorer är osäkerheten om att hitta lämpliga modeller och att modellerna för ingående komponenter verkligen stämmer. Ifall man inte litar på modellerna man hittar t.ex. på internet, så får man mäta upp dessa och på ett tillräckligt antal komponenter, för att få statisktisk säkerhet. Finns det verktyg, resurser och tid för det?

Simuleringverktygen idag är mycket noggrannare, snabbare och mer lättarbetade än de jag först kom i kontakt med för snart 15 år sedan. En tendens, som har hängt med ända från den tiden, är att resutaten ofta är för pessimistiska. Om detta beror på försktighet när man gör upp modellerna eller om man friserar resultaten från beräkningarna låter jag vara osagt, men det kan vara en kombination av båda.