انواع پوشش نهایی برد مدار چاپی
انواع پوشش نهایی برد مدار چاپی
شهریور ۲۹, ۱۳۹۷
لحیم کاری برد
مونتاژ قطعات الکترونیک
شهریور ۳۰, ۱۳۹۷
نمایش همه
نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی

نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی ®HyperLynx مجموعه ای نرم افزاری شامل ابزارهای آنالیز و بازبینی  (verification ) است که از شش نرم افزار HyperLynx SI ،HyperLynx PI ،HyperLynx DRC HyperLynx 3D EM ،HyperLynx Thermal ، و HyperLynx Analog تشکیل می شود.

مهندسان طراح PCB با استفاده از آن می توانند نمونه های مختلف فیبر مدار چاپی، مدارات داخلی IC ، آنتن و به طور کلی هر نوع بسته بندی، صفحه یا وسیله ای که مجموعه ای از قطعات الکترونیکی بر روی آن قرار داده می شود را از جنبه های مختلف همچون تاثیر گرما، تداخل الکترومغناطیسی، نویز پذیری و… تحلیل و آنالیز کنند . این نرم افزار توسط گروه Mentor Graphics عرضه و پشتیبانی می شود.

نرم افزار Mentor Graphics HyperLynx 9.4

شاید تا چند سال قبل سخت ترین و طولانی ترین مرحله برای طراحی فیبر مدار چاپی یک دستگاه ، رسم مدارات طراحی شده در سند شماتیک بود. در آن زمان طراحان توجه زیادی به سند PCB نمی کردند و با استفاده از قابلیت AUTO ROUTE (مسیر کشی خودکار ) در نرم افزارهای طراحی فیبر مدار چاپی، در کمترین زمان سند شماتیک را به طرح مورد نیاز برای ساخت فیبر مدار چاپی (سند PCB ) تبدیل می کردند.

اما امروزه طراحی فیبر مدار چاپی یا PCB به دلیل افزایش فرکانس کاری قطعات، کوچکتر شدن ابعاد دستگاه ها، وجود تکنولوژی های جدید برای طراحی فیبر مدار چاپی و… دیگر مثل سابق نیست. در مدارات دیجیتالی و میکروکنترلری که فرکانس کاری آنها از یک مگاهرتز تا چند گیگا هرتز است:

  • نازک بودن مسیر مسی موجود در فیبر مدار چاپی یا طولانی بودن طول آن می تواند منجر به ایجاد افت ولتاژ و از بین رفتن سیگنال شود.
  • کاهش فاصله دو مسیر مسی بر روی فیبر مدار چاپی می تواند منجر به ایجاد یک خازن ، ایجاد القای متقابل و… شده و فاز یا دامنه سیگنال موجود در مسیرها را تغییر دهد.
  • گرم شدن یک رگولاتور SMD که بر روی PCB لحیم شده است، منجر به گرم شدن مسیرهای مسی اطرافش شده و قابلیت جریان دهی آنها را کاهش می دهد.
  • وجود قطعات سوئیچینگ منجر به ایجاد نویز، تداخل در دامنه ولتاژ و افزایش جریان کشیده شده از منبع تغذیه می شود.
  • وجود حلقه، پیچ های تند، خم های U شکل و… در مسیرهای که حامل سیگنال های فرکانس بالا هستند، منجر به تغییر شکل سیگنال و افزایش زمان صعود و نزول آنها می شود.

موارد بالا تنها بخش کوچکی از شرایطی هستند که باید در طراحی یک PCB فرکانس بالا لحاظ شوند، وجود مواردی از این قبیل در فیبرهای مدار چاپی فرکانس بالا منجر به عدم عملکرد صحیح قطعات، از بین رفتن داده های آنالوگ و دیجیتال یا حتی سوختن قطعات خواهد شد.

مجموعه HyperLynx از نرم افزارهای معروف طراحی فیبر مدار چاپی نظیر Mentor Graphics PADS ،Cadence Allegro/OrCAD ،Altium ،P-CAD ،Intercept Pantheon ،Zuken CADStar و Visula and CR3000/5000 PWS پشیتبانی می کند.

برای شروع کار با این نرم افزار کافی است فایل طراحی شده در یکی از نرم افزارهای ذکر شده را به نرم افزار وارد کنید، برای نمونه در این آدرس روش وارد کردن فایل PCB از نرم افزار Altium به این نرم افزار توضیح داده شده است. بعد از وارد کردن فایل *. hyp به محیط نرم افزار می توان با استفاده از ۶ ابزار ذکر شده، فیبر مدار چاپی را آنالیز و بازبینی کرد.

نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی HyperLynx Signal Integrity

توسط این نرم افزار میتوان صحت و درستی سیگنال های موجود در مدار را بررسی نمود. سیگنال های موجود در مدار که می توانند داده های دیجیتال یا پالس های کلاک یا… باشند، از نظر دامنه ( over/undershoot ) ، تداخل و زمانبندی مورد بازبینی قرار می گیرند.

به عنوان مثال در صورتی که مسیر مسی مربوط به ورودی کلاک یک آی سی به قدری نازک باشد که باعث افت سطح ولتاژ پالس شود، یا به دلیل مسیر کشی نامناسب، یک مسیر چند بار به دور خود چرخیده باشد (یک سلف تشکیل شده باشد) که باعث افزایش دامنه پالس گردد یا فاصله دو مسیر مسی آنقدر کم باشد که تداخل میان انها صورت گیرد، HyperLynx SI که می تواند با تشخیص آن از ایجاد مشکلات بعدی جلوگیری کند.

قابلیت Signal Integrity در نرم افزار پروتل نیز وجود دارد.

در بخش HyperLynx SI نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی می توان برای تمامی ورودی های دیجیتال مدل IBIS را معرفی کرد. محیط IBIS ، یک ویرایشگر گرافیگی است که در آن خاصیت ورودی ها (نظیر میزان خازن، مقاومت ورودی، تاثیر ورودی های بر یکدیگر و..) معرفی می شود.

با وجود مدل IBIS یک قطعه به راحتی می توان پاسخ آن به سیگنال ورودی را به صورت گرافیکی مشاهده نمود. یا با اعمال شرایط خاص به مدار (نظیر تغییر ولتاژ تغدیه، افزایش فرکانس سیگنال ورودی، و… ) پاسخ الکترومغناطیسی قطعه ( electromagnetic field solver ) را مشاهده کرد.

نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی HyperLynx Power Integrity

توسط HyperLynx PI می توان فیبر مدار چاپی را از نظر درستی ولتاژ تغذیه مورد بررسی قرار داد. در این حالت کلیه بخش های فیبر مدار چاپی نظیر خطوط تغذیه مثبت و منفی ( VCC و GND ) از نظر میزان قابلیت جریان دهی ( current density ) و میزان افت ولتاژ ایجاد شده بر روی آنها بررسی شده و نتایج تست به صورت گرافیکی به کاربر نمایش داده می شود.

کاربر می تواند مقدار جریان یک قطعه در زمان روشن یا خاموش شدن را مشاهده کرده و تاثیر سوییچ این قطعه بر روی سایر قطعات را ببیند. (Simulate IC switching noise) بعد از دریافت گزارش تست کاربر می تواند با اجرای آنالیز PDN impedance (مخفف power distribution network ) مقدار خازن مورد نیاز برای افزایش راندمان و کیفیت منبع تغذیه برد را محاسبه کند.

نرم افزار به صورت خودکار مقادیر خازن و جنس آن را محاسبه کرده و بهترین محل را برای نصب آن ر مشخص می کند. در محیط HyperLynx PI قابلیت تغییر خازن ها، اضافه کردن مس، تغییر ویژگی خازن ها، افزودن پایه برای اتصال تغذیه و تحلیل مدار از نظر نویزپذیری نیز وجود دارد.

نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی HyperLynx DRC

این بخش از نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی تا حدودی مشابه با نرم افزار EMI stream می باشد. HyperLynx DRC قوانین موجود در فیبر مدار چاپی را برای مسائل مربوط به EMI/EMC ( به ترتیب مخفف Electromagnetic Interference و  Electromagnetic Compatibility ) چک می کند.

HyperLynx DRC دارای یک دیتابیس کامل از قوانین طراحی فیبر مدار چاپی می باشد و در آن امکان ایجاد قوانین جدید یا تغییر قوانین موجود نیز وجود دارد. (به عنوان مثال کاربر می تواند قانون جدید معرفی کند که بر مبنای آن از فاصله ۲ میلی متری پدهای با قطر کمتر از ۱۰ میلی متر، خطوط تغذیه عبور نکرده باشند).

نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی  HyperLynx Thermal

بر روی تمامی بردهای الکترونیکی قطعاتی وجود دارد که عبور جریان از آنها باعث گرم شدنشان می شود. رگولاتورها، آی سی های درایو، ترانزیستورها و ماسفت ها نمونه ای از این قطعات هستند.

بخش HyperLynx Thermal نرم افزار، فیبر مدار چاپی را از منظر تبادل حرارتی آنالیز می کند و کاربر توسط آن می تواند تاثیر گرمای ایجاد شده توسط قطعات در یک بخش یا کل فیبر را تحلیل کرده و تاثیر حرارت ایجاد شده بر روی سایر قطعات و مسیرهای موجود بر روی فیبر مدار چاپی بررسی کنند.

در این بخش از نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی آنالیزی به نام “ what-if ” وجود دارد با که با اعمال کردن آن به فیبر مدار چاپی میتوان آنالیز حرارتی را برای یک قطعه خاص، اتصالات یا چیدمان قطعات انجام داد.

در این آنالیز امکان اعمال خنک سازی مکانیکی نیز برای تحلیل گرمایی برد وجود دارد (مثلا اگر برد الکترونیکی با یک فن خنک شود، تبادل حرارتی آن چگونه خواهد بود).

کاربر همچنین می تواند با استفاده از این بخش و بخش power integrity ، تاثیر گرما بر روی شبکه توزیع جریان (مسیرهای تغذیه) را مشاهده کرده و در صورت نیاز فیبر مدار چاپی را تغییر دهد.

(همانطور که می دانید با گرم شدن مسیرهای موجود در فیبر مدار چاپی، قابلیت جریان دهی آنها کمتر می شود و افزایش جریان باعث کاهش ولتاژ و بروز وقفه در عملکرد قطعات متصل شده به انتهای مسیر خواهد شد).

نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی HyperLynx Analog

HyperLynx Analog یکی دیگر از بخش های نرم افزار HyperLynx است که از آن برای وارد کردن پارامترهای شبیه سازی به سایر بخش های نرم افزار HyperLynx و اعمال کردن آنها به تحلیل ها، استفاده می شود. این بخش از نرم افزار تنها با نرم افزار Xpedition xDX Designer سازگار است و فعلا امکان وارد کردن پارامترهای سایر نرم افزارهای شبیه ساز ( مثل پروتئوس، یا ارکد یا …) به آن وجود ندارد.

با وارد شدن پارامتر های شبیه سازی از محیط شماتیک به محیط تحلیل pcb ، امکان بهینه سازی تحلیل مدار با توجه به پارامترهایی همچون دامنه، فرکانس، شکل موج و.. سیگنال ورودی به قطعه، نوع قطعه ( شرکت تولید کننده، مقادیر پارامتر ها ( مثلا قطعه نوع معمولی است یا نوع L ))، تاثیر قطعات بر روی یکدیگر و.. میسر بوده و طراح PCB می تواند شکل موج ورودی/ خروجی قطعات را در هنگام اعمال آنالیزهای مختلف مشاهده کرده و آن را با مدل ایده آل مقایسه کند.

( مثلا برای یک بافر ایده آل، پالس خروجی ۱۰۰ درصد مربعی است، اما در پالس خروجی یک بافر واقعی ضرایبی به نام زمان صعود و زمان نزول ( Tr و Tf ) وجود دارد که مقادیر این ضرایب با تغییر ولتاژ تغذیه، گرم شدن قطعه، کاهش دامنه ولتاژ ورودی، کاهش مقاومت خروجی و… تغییر می کند).

نرم افزار آنالیز فیبر مدار چاپی HyperLynx 3D EM

HyperLynx 3D EM برای شبیه سازی الکترومغناطیسی فیبر های مدار چاپی، بسته بندی قطعات الکترونیکی ( IC Package Modeling )، تگ های RFID و…استفاده می شود. بخش HyperLynx 3D EM بعد از خریداری شدن شرکت formerly Zeland Software, Inc توسط شرکت Mentor Graphics (سازنده نرم افزار HyperLynx ) به نرم افزار HyperLynx اضافه شد.

شرکت Zeland Software تولید کننده یک محصول نرم افزاری مجزا به نام Zeland IE3D برای شبیه سازی EM Electromagnetic مدارات الکترونیکی بود، بعد از فروخته شدن این شرکت به Mentor Graphics ، نام نرم افزار مذکور تغییر کرد و با نام بخش HyperLynx 3D EM در نرم افزار HyperLynx قرار گرفت.

منبع: http://www.nonlinear.ir

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *