[SI-LIST] Fwd: VRM bode plot transformation into output imp

  • From: Don Pakbaz <don.pakbaz@xxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
  • To: Istvan Nagy <buenoshun@xxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 13 Jan 2016 08:59:46 -0500

---------- Forwarded message ----------
From: Don Pakbaz <don.pakbaz@xxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
Date: Wed, Jan 13, 2016 at 8:43 AM
Subject: VRM bode plot transformation into output imp
To: Istvan Nagy <buenoshun@xxxxxxxxx>
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx

Hi Istvan;

Interesting discussion! When you say "Open loop Gain (Bode plot)", do you
mean a plot that is generated using
1A current source and measured voltage at the output node which give
impedance as Z = V/1A ?!
If so, then one can approximate the transfer function of this open loop as
a pole residue and then from that formulate
open loop zero-pole transfer function. Once the open loop transfer function
is know it is fairly easy to come up with unity
gain closed loop transfer function. Once the closed loop transfer function
is configured( Zero-Pole), then it can get
converted to passive model (R, L and C) and/or S-parameters. I have done
this for PLLs with knowledge of only closed
loop plot. I am a Matlab Guy :-)   so I do all of these using Matlab RF
tool box and Simpower specifically but once the
Passive model(R, L and C) and or S-Parameter is know then it is easy to
take it to any other tools that understand passive
model and/or S-parameter. I am hoping that  I am understanding your
question correctly. Let me know....


Regards;

Don Pakbaz




From:            "Istvan Nagy" <buenoshun@xxxxxxxxx>
To:              <si-list@xxxxxxxxxxxxx>
Date:            01/13/2016 03:32 AM
Subject:                 [SI-LIST] VRM bode plot transformation into output
imp
profile
Sent by:                 si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx



Hi,

This post is about theories on VRM modelling.

For power integrity analysis ideally we should combine the
frequency-responses of the VRM (output impedance profile), all the
capacitors, the power planes and maybe some properties of the chips (pin
inductance, package decaps..). I would do this combined simulation in AC
small signal mode in SPICE or ADS or similar. The model of the capacitors
is
easily simulated (3-element ESL/ESR/C), the power planes can be extracted
with 2.5D-3D EM simulators into touchstone files. But, the VRM model is
what
I find more problems with. Older publications suggested 2-element or
4-element lumped models that are probably not accurate at all, especially
for modern digital controllers. Building an "averaged model" would not be
possible for me, as I am not working at the VRM-chip companies. I tried to
make estimated models for VRM, but they are probably very inaccurate, as I
cannot model all the effects in the VRM with my simple spice models:
http://www.buenos.extra.hu/download/QUCS_PowerIntegrity-doc.pdf
So, I thought we could get more accurate VRM models for power delivery
system impedance profile simulation by transforming the bode plot into an
impedance profile. I think they basically describe the same thing but in
different ways, closed vs open loop and current vs voltage source being
used. Then impedance/frequency (Z-parameter) plots can be transformed into
S-parameter/frequency plots (touchstone file) in easy and known ways. Then
these touchstone files can be placed as components in AC simulation is
QUCS-spice or Agilent-ADS.
All VRM chip vendors provide simulation tools to generate "OPEN loop GAIN
(bode plot)". So we can get this plot for every project easily. Maybe we
could transform this plot into a "CLOSED loop output IMPEDANCE profile".
Most/any chip vendors don't provide tools to generate the impedance
profile,
I don't know enough about the internals of each VRM to build accurate
models
that I can simulate directly for output impedance, but Bode tools are
common
and easily available.
The problem is, I have no idea how to transform one into the other, and no
idea whether it is possible at all. That's my missing link.
"OPEN loop GAIN (bode plot)" ==[??]==> "CLOSED loop output IMPEDANCE
profile".

What I am looking for is a reusable model, equations or tools, so for every

rail in every project I could simulate the PI quickly.
Any comments?
Is it possible?

Regards,
Istvan Nagy
Board/hardware design engineer


---
This email has been checked for viruses by Avast antivirus software.
https://www.avast.com/antivirus

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:

//www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:

http://www.qsl.net/wb6tpu




------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                                 //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                                 http://www.qsl.net/wb6tpu

-- 






-- 
Regards;

Don Pakbaz

Global Foundries
1000 River Rd, M/S 863H
Essex Jct, VT 05452
Email: don.pakbaz@xxxxxxxxxxxxxxxxxxx <pakbazf@xxxxxxxxxx>
Voice: (802) 769-5638  Tieline: 446-5638

"This e-mail and its attachments, if any, may contain confidential and
privileged material for the sole
 use of the intended  recipient. Any review, use, distribution ordisclosure
by others is strictly
prohibited. If you are not the intended recipient (or authorized to receive
for the recipient), please
contact the sender by reply e-mail and delete all copies of this message
from your system without
copying it and notify sender of the misdirection by reply e-mail. "


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts:

  • » [SI-LIST] Fwd: VRM bode plot transformation into output imp - Don Pakbaz