Mai 2006

Passgenaue Angaben zur Simulation von Schaltungen

S-Parameter per Mausklick

Rechnergestütztes Design ist heute viel mehr als die Erstellung von Schaltplänen und Layouts mit CAD-basierten Programmen. Inzwischen sind Simulation und Verifikation zu den vorrangigen Aufgaben der Entwicklung von elektronischen Schaltungen avanciert. Nur so ist es möglich, immer komplexere Schaltungen immer schneller zu realisieren.

 

Die Schaltungssimulation erlaubt die brauchbare Beurteilung einer Schaltung ohne reale Muster. Die Qualität der Simulation hängt dabei jedoch stark von der Genauigkeit der verwendeten Simulationsmodelle ab, welche das Verhalten der eingesetzten Bauelemente beschreiben.

 

Für den Aufbau von Schaltungssimulationen reichen die Informationen, die in den Datenblättern der erforderlichen Bauelemente angegeben sind, selten aus. Sie liefern lediglich Kennwerte von Widerständen, Induktivitäten und Kondensatoren, beschreiben jedoch nicht komplett deren typisches Verhalten.

 

EPCOS bietet hier bisher für seine induktiven Bauelemente SPICE-Modelle für alle gängigen Simulationstools an. Mit diesen ist der Entwickler in der Lage, die Eigenschaften der Schaltung unter vielen Rahmenbedingungen genau zu betrachten und damit den Entwicklungsprozess zu beschleunigen und sicherer zu machen.

 

S-Parameter für die Simulation

 

Jetzt bietet EPCOS seinen Kunden zusätzlich einen Service an, der es ihnen erlaubt, an ihre Anforderungen angepasste S-Parameter-Sätze gezielt abzurufen. Sie nennen die Rahmenbedingungen für die Simulation der EPCOS-Bauelemente in ihrer Schaltung, und EPCOS erzeugt unter Verwendung der vorhandenen SPICE-Modelle die optimierten S-Parameter und sendet sie per E-Mail an die Kunden.

 

Diese Daten können die Kunden anschließend in ihren eigenen Simulationstools direkt einsetzen. Der Vorteil gegenüber den sonst angebotenen S-Parametern liegt darin, dass der Kunde beim Abruf über das Internet eine Reihe wichtiger Daten vorgeben kann, zum Beispiel die Impedanz, für die die S-Parameter spezifiziert sein sollen, oder den Frequenzbereich. Damit liefert die Simulation wesentlich genauere Ergebnisse als bei den marktüblichen, für 50-Ohm-Systeme spezifizierten S-Parametern.

ABBILDUNG 1: EINGABEMASKE

Eingabemaske für kundenspezifische S-Parameter auf der EPCOS-Homepage

Der Ablauf von der spezifischen Kundenanfrage bis zum Erhalt der Simulationsdaten per E-Mail ist dabei denkbar einfach: In einem Formular auf der EPCOS-Website (Abbildung 1) wählt der Kunde das Bauelement aus, dessen Einsatz er simulieren lassen will. Dabei unterstützt ihn eine Datenbank, in der alle Produkte mit Bestellnummer und Beschreibung gespeichert sind. Zusätzlich gibt er seine Kontaktdaten – mindestens seinen Namen und seine E-Mail-Adresse – ein. Anschließend legt er den Frequenzbereich, die Start- und Endfrequenz und die Ein- und Ausgangsimpedanz der Prüfschaltung fest und wählt eine lineare oder logarithmische Darstellung der Werte. Der Kunde erhält sofort eine Bestätigung über die Webseite.

 

Nun berechnet EPCOS mit Hilfe einer Simulationssoftware unter Verwendung der eingegebenen Daten und des SPICE-Modells die S-Parameter für das gewünschte Bauelement. Innerhalb kurzer Zeit erhält der Kunde die Daten als Anhang zu einer E-Mail.

 

Weiterer Ausbau der Simulationsdaten

 

Momentan bietet EPCOS SPICE-Modelle und die kundenspezifischen S-Parameter für SMT-Induktivitäten und Datenleitungsdrosseln an; Modellbibliotheken für Netzdrosseln und EMV-Filter werden folgen. Ebenso arbeitet EPCOS daran, für weitere Simulationstools vollständige Bibliotheken zur Verfügung zu stellen. Die kundenspezifischen S-Parameter sind auch für Produkte der übrigen EPCOS-Bereiche in Planung. Ziel ist es, den Kunden alle für die Simulationsaufgaben relevanten Daten möglichst gebrauchsfertig zur Verfügung zu stellen.

 SPICE UND S-PARAMETER
SPICE (Simulation Programm with Integrated Circuit Emphasis) ist eine Software zur Simulation des Verhaltens elektronischer Schaltungen. Sie liefert die Grundlage für die heute übliche Simulationssoftware in der Elektro- und Elektronikindustrie. Mit ihrer Hilfe wird das Verhalten von Bauelementen in einer Schaltung ermittelt. S-Parameter beschreiben das HF-Verhalten von Bauelementen, äquivalent einer Messung, sind jedoch stark von der Schaltungsumgebung abhängig.

Autoren:

Wolfgang Sammet, Leiter Development and Application, Inductors

Stefan Schefler, Simulation Engineer, Inductors

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