PCB作为电子系统的载体,承载着系统中的工作芯片,传输线,供电网络等关键部件,其本身的质量关系着系统的可靠性与稳定性。随着高速电子产品越来越小型话,SI信号完整性问题越来越突出,因此在产品开发阶段就要考虑SI问题。S参数全称是散射参数(Scatter Parameters 或者S-Parameter),能够反映信号的反射、阻抗匹配、信号的传输特性以及信号的串扰情况等,利用S参数能够很好的反映信号完整性情况。本文主要介绍如何使用ANSYS SIwave进行S参数的分析及相应的设计修改。
1.基于ANSYSSIwave的仿真流程
共有五个步骤: (1) PCB模型的导入 (2)PCB叠层结构的设置 (3)模型的有效性检查与修正 (4)SIwave求解模式 (5)SIwave仿真结果查看
1.1 PCB模型的导入 ANSYSSIwave在Import菜单下可导入多种格式的文件进行建模:
1.2 PCB叠层结构的设置 在SIwave的界面下可以非常方便的查看和设置PCB叠层结构: LayerStack-up editor:可以设置每一层的材料、厚度、电导率、介电常数等 Padstack Editor:可以设置过孔和焊盘的属性 Circuit Element Properties:可以查看电容、电阻、电感等电路元器件的属性
1.3模型的有效性检查和修正 在Simulation菜单下选择Validation Check,进行有效性检查,当显示错误数为零时,可进行仿真分析:
1.4求解设置 选择要仿真的线路:
设置端口:
可以查看已设置的端口:
设置求解频率,进行仿真求解:
1.5查看结果 可以在Result菜单下查看,也可导入到电子设计桌面下查看
2. 修改trace间距 为了降低临近线路间的串扰,可以适当加宽相邻traces间的距离来降低串扰。 用鼠标左键点击trace,高亮显示,再次左键点击,trace中显示拐角的连接点,拖拽到目标点点击左键,可以修改走线路径。如下图所示:
修改后运行仿真可再次查看结果:
3. 总结 本文展示了使用ANSYS SIwave进行S参数分析的基本流程,以及如何在SIwave中进行 trace路径的修改,减少了从CAD设计-CAE仿真-CAD修改-CAE仿真的过程,节约时间,操作方便。
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