【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，属于电磁兼容和电磁环境效应。
技术介绍
1、复杂电磁环境下数字控制电路的功能失效究其原因是其典型功能模块的失效所致。电源模块是数字控制电路的典型功能模块，除电源芯片外，还包括微带线、过孔、无源器件、电源/地平面等。模块为数字控制电路核心器件——arm芯片的正常工作提供稳定的电源。电源完整性是数字控制电路稳定运行的首要前提。ldo(低压差稳压器)电源芯片是数字控制电路电源模块中的重要组成部分，其性能对数字控制电路板供电的稳定性至关重要。
2、在高频下电阻、电容、电感等无源器件的实际性质不再像理想状态下性质表现单一，高频阻抗参数的存在给干扰的耦合提供了路径，使得整个系统的耦合路径和耦合机理更加复杂。单一rfi(radio frequency interference，rfi)频率下数字控制电路完整电源模块的抗扰度仿真可以在提取数字控制电路电磁干扰耦合路径阻抗参数基础上建立“电路板级-芯片级”仿真模型，使用单一频率下的非线性器件——ldo芯片的解析表达式描述其行为级模型进而进行单一rfi下电源模块的抗扰度研究。
3、但根据瞬态干扰电磁特征提取可知该干扰是一种频谱丰富的时域干扰信号，其在电路仿真软件中无法使用单一频率的非线性器件行为级仿真的解析表达式来进行描述，也就导致无法使用电路仿真软件所建立的“电路板级-芯片级”仿真模型进行瞬态干扰仿真获取电源模块端口电压。
4、因此，如何在瞬态干扰下对电源模块关键端口电压进行仿真是本领域技术人员急
技术实现思路
1、目的：为了解决
技术介绍
的技术问题，本专利技术提出一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，该方法实现了瞬态脉冲干扰下的数字控制电路电源模块关键端口电压的仿真计算。
2、技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，具体包括：
4、获取瞬态干扰下ldo电源芯片电源输入引脚、电源输出引脚的电压时域波形；
5、使用电路仿真软件对电压时域波形进行传递函数确定，获取ldo电源芯片的传递函数f(s)；
6、使用电路仿真软件对瞬态干扰下数字控制电路电源模块的前段仿真电路模型进行仿真，获取ldo电源芯片电源输入引脚的电压时域波形v1；
7、将电压时域波形v1和ldo电源芯片的传递函数f(s)作为输入，计算获取ldo电源芯片的电源输出引脚的电压时域波形v2；
8、使用电路仿真软件将电压时域波形v2作为数字控制电路电源模块的后段仿真电路模型的输入信号进行仿真，获取瞬态干扰下数字控制电路电源模块监测点处的响应电压。
9、可选的，所述获取瞬态干扰下ldo电源芯片电源输入引脚、电源输出引脚的电压时域波形，具体包括：
10、使用任意波信号发生器生成瞬态干扰信号，将瞬态干扰信号通过ldo电源芯片电源输入引脚注入。
11、使用示波器的通道1和通道2电压检测探头分别对ldo电源芯片电源输入引脚和电源输出引脚的电压时域波形进行记录，获取ldo电源芯片电源输入引脚、电源输出引脚的电压时域波形。
12、可选的，所述使用电路仿真软件对电压时域波形进行传递函数确定，获取ldo电源芯片的传递函数f(s)，具体包括：
13、选择ldo电源芯片电源输入引脚、电源输出引脚的电压时域波形畸变的时间范围，在电路仿真软件中利用传递函数模型对电压时域波形进行平均值去除操作后进行系统辨识，获取ldo电源芯片的传递函数f(s)。
14、可选的，所述前段仿真电路模型包括：直流电源工作路径，干扰注入路径，直流电源工作路径与干扰注入路径的末端相连接。
15、可选的，所述后段仿真电路模型包括：电源平面和gnd平面，电源平面和gnd平面的下方设置多个过孔，监测端口，去耦电容和电阻及芯片衬底与地平面之间的电阻和电容。
16、可选的，所述电路仿真软件采用matlab软件。
17、可选的，所述瞬态干扰设置为脉冲干扰源的参数为10v，脉冲宽度为100ns，上升沿/下降沿时间为5ns，周期为1mhz的周期梯形脉冲波。
18、可选的，所述传递函数f(s)的计算公式如下：
19、
20、其中，e为自然常数，s为复变量。
21、有益效果：本专利技术提供的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，针对瞬态干扰对数字控制电路的电源模块抗扰度研究，具体是首先通过测试和系统辨识方法获取非线性器件——ldo电源芯片输入引脚和输出引脚电压之间的传递函数；其次将获取到的传递函数和电路的分段仿真相结合，以非线性器件ldo电源芯片为节点，将瞬态干扰下电路的仿真模型分别划分为：电源模块前段仿真电路模型、瞬态干扰下非线性器件——ldo芯片输入引脚电压、输出引脚电压传递函数模型，电源模块后段仿真电路模型，解决电路仿真软件中无法进行瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真的问题；最后在电源模块后段仿真电路模型中计算得出关键器件引脚的端口响应。
22、本专利技术适用于瞬态干扰下以有源非线性器件ldo电源芯片为核心的数字控制电路电源模块端口电压的仿真，具有一定的应用范围。本专利技术对瞬态干扰下数字控制电路传导干扰耦合机理研究具有重要作用。
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1.一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：具体包括：
2.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述获取瞬态干扰下LDO电源芯片电源输入引脚、电源输出引脚的电压时域波形，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述使用电路仿真软件对电压时域波形进行传递函数确定，获取LDO电源芯片的传递函数f(s)，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述前段仿真电路模型包括直流电源工作路径和干扰注入路径，直流电源工作路径与干扰注入路径的末端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述后段仿真电路模型包括电源平面和GND平面，电源平面和GND平面的下方设置多个过孔，监测端口，去耦电容和电阻及芯片衬底与地平面之间的电阻和电容。
6.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电
7.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述电路仿真软件采用IC-EMC软件。
8.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述瞬态干扰设置为电压峰值为10V，脉冲宽度为100ns，上升沿/下降沿时间为5ns，周期为1MHz的周期梯形脉冲波。
9.根据权利要求3所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述传递函数f(s)的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：具体包括：
2.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述获取瞬态干扰下ldo电源芯片电源输入引脚、电源输出引脚的电压时域波形，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述使用电路仿真软件对电压时域波形进行传递函数确定，获取ldo电源芯片的传递函数f(s)，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述前段仿真电路模型包括直流电源工作路径和干扰注入路径，直流电源工作路径与干扰注入路径的末端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种瞬态干扰下数字控制电路电源模块端口电压仿真方法，其特征在于：所述后段...
【专利技术属性】
技术研发人员：周忠元，肖扬，汤仕平，王桂华，任近静，周香，景莘慧，盛明杰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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