SIwave第八部分 SIwave之EMC分析(II)
在SIwave第七部分 SIwave之EMC分析(I)中，我们介绍了SIwave是如何实现EMI规则检测、如何获得开关电源的插入损耗，进而设计EMI滤波器，在SIwave第八部分 SIwave之EMC分析(II)中，我们将介绍，在Circuit仿真后，我们该如何将电路仿真数据推送到电磁场仿真中去。 近场分析在我们完成瞬态电路仿真后，我们需要对抽象出来的等效系统进行配置，将这些瞬态数据进行快速傅里叶变换(FFT):我们需要选择等效系统，然后选择 “Push Excitations” 随后，我们需要选中对哪个仿真结果进行FFT，因为我们就进行了瞬态分析，因此只有一个选项可以选择。在Circuit电路仿真中，我们配置了瞬态范围为10MHz到1GHz，因此接下来的近场和远场仿真，都会按照这个范围。 选择OK过后，Circuit会自动生成临时文件(后缀为.tmp)，我们需要回到SIwave界面，开始进行空间近场分析(Compute Near Field)，将临时文件作为依据来进行分析。 对于板的近场展示面距离，一般选择3mm即可。这是经验值，我们了解即可。 上图就是...
SIwave第七部分 SIwave之EMC分析(I)
推荐阅读知乎作者封狼居胥的SIwave中文培训手册-高性能PCB 的 SI/PI 和EMI/EMC 仿真设计一文 复习-场路协同在学习了使用SIwave进行SI/PI分析后，我们接下来要考虑的就是EMC分析(电磁兼容分析)，本篇不会介绍过多电磁兼容的基础知识，既然读者可以看到这里，说明已经有所了解。本篇主要介绍ANSYS中SIwave和Circuit两个模块的 “场路协同” ，我在SIwave第三部分-什么是场路协同？这个小结有所介绍，这里我们再一次快速回顾: 所谓的场路协同，场是指电磁场，可以使用电磁场仿真模块(SIwave/HFSS)进行板级和封装级的电磁场求解，提取它们的相关参数信息，将这些电路很难获取的参数信息喂入电路仿真模块(Circuit/Simporer)中，再进行电路仿真，所得到的电路仿真结果就会更加可靠，同时，电路仿真的数据反馈到电磁场仿真模块，又可以进一步获得空间上电磁场的分布仿真信息。 通过场路协同，开关电源 的EMC设计解决方案就可以为：拿到PCB板，进行SIwave仿真，获取SXY参数，在Circuit中导入SXY数据，搭建电路，电路模型包含一个...
SIwave第六部分 SIwave之电源完整性分析
电源完整性本质试想，VRM(Voltage Regulator Module,电压调节模块)距离芯片有一段距离，当芯片工作突然需要很大功率时，因为走线等效成电感，电流不能突变，功率不能瞬间提高——即”远水解不了近渴”。 所以电源完整性的核心本质就是快速且及时的功率供给 快速:放电速度要快，能提供快速的电流响应 及时:放电回路要短，尽可能早地提供电流响应 实现原理：以作为参考距离标准，确保电源与负载的物理距离满足时序要求 PDN网络充/放电本质听到PDN网络，读者是否耳熟？没错，我们在SIwave第二部分中就介绍了PDN设计——PI仿真必要考虑的事情，读者可以戳链接进行复习，这里我们将更深入的了解其本质。 面对走线的电感特性，电流想要快速的响应，成了问题，就像出水口就是涓涓细流，我们对水的需求出现高峰时，必然供给不足，不过聪明的我们想到了蓄水池， 电容将电能存储，待到芯片用电高峰，它能够第一时间供给上，如此就成功的解决了电流响应不及时的情况。 不过我们还要强调一个概念——电流响应频率 试想，小区某栋楼用户用水，想要打开水龙头就可以流出水，肯定不会是直接从水厂送水，而是来...
SIwave第五部分 SIwave之信号完整性分析
本文是观看B站up主亿道电子的【Ansys】SIwave第二章：阻抗扫描与串扰扫描功能介绍后，进行的总结笔记。 阻抗扫描(Z Scan)阻抗扫描的目的是为了获取阻抗参数(Z-Parameter)，我们在SIwave第一部分中介绍过“阻抗匹配”，对于高频信号传输线，一般会设计成50Ω，这是在微波的发展过程中逐渐形成的。射频电缆特性阻抗在70多Ω左右时，传输损耗最小；在30多Ω时，承受功率最大。两者综合，选择到50Ω，**同时照顾到两种性能，最终决定选择50Ω作为一个标准。**如果外接的阻抗同特征阻抗不一致，就会产生反射。有关信号阻抗匹配的设计，可以戳上面链接来到第一部分学习，这里我们介绍的是如何在SIwave中操作，不加以赘述。 在阻抗扫描前，我们需要确认层叠结构、铜皮厚度、介质厚度、铜皮形状参数、材料参数(钻孔镀铜工艺和厚度)这部分参数，我们在SIwave第四部分 SIwave的模型建立与导入的仿真前处理-设置与检查小结进行了介绍。 我们在完成上述的配置后，就可以进行阻抗扫描了: 选择的频率是该线工作的频率，而线径是最小线径 配置分析器时，一般我们都考虑Balanced(性能...
SIwave第四部分 SIwave的模型建立与导入
SIwave的模型建立与导入 导入PCB文件SIwave支持导入.Zuken、.ODB++、.IPC-581、.adf 、.gds、.xfl、.dxf等格式 导入ODB++文件 导入EDB文件EDB文件是与HFSS 3D Layout兼容的文件格式，将HFSS的3D Layout模型保存为.def格式导入即可 仿真前处理-设置与检查SIwave中已经拿到我们的PCB板了，考虑到不同后缀导入是否兼容问题和原本的PCB文件报错问题，我们需要在仿真前排查问题，确保仿真前，PCB没有任何问题。 因此我们可以打开”SIwave Workflow Wizard“进行五步排查 依次对应：板层级排查、过孔&焊盘排查、RLC无源器件排查、走线排查、Layout图形排查 板层级排查 材料管理器中，我们可以选择或添加材料，一般的厂家打板支持的材料都会在材料过滤器中出现，无需我们导入。 过孔&焊盘排查 电路元件参数排查 电源/GND网络归类一个电源的走线名称会不同，我们需要建立一个组来将它们归类，GND地网络走线同理，归类后，方便我们进行后续的PI分析 走线优化走线的优化...
SIwave第三部分 ANSYS板级SI /PI/EMC设计解决方案
本文是观看B站up主口算Maxwell方程组的ANSYS SIwave培训课程后，进行的总结笔记。 什么是场路协同？ 上图中场路协同中的场是指电磁场，我们使用SIwave或者HFSS进行板级和封装级的电磁场求解，提取它的宽带参数、获得它的Z-Parameter（阻抗参数）、Resonant（谐振）、S-Parameter（S参数）、DC IR-drop（电压跌落）信息。这些信息是电路无法得到的，我们需要将从场中得到的信息，喂进电路系统仿真(circuit/Simporer)中，进而得到Bath(浴盆图)、eye diagram(眼图)、Signal wave（信号图）等；电路仿真得到的数据还可以喂进场仿真中，进而得到空间上的电磁仿真信息Near field、Far field。 这就是板级完整性和电磁兼容设计的解决方案，不同于先前我们只分析电路，我们还需要提取电磁场数据，并喂进电路，电路的输出结果也让我们可以进一步分析电磁场。 ANSYS电学产品ANSYS支持的仿真范围很广，而Ansys Electronics Desktop（AEDT）是针对电路仿真的一系列产品。其包含有HF...
SIwave第二部分 SI基本仿真思路与方法
本文是观看B站up主口算Maxwell方程组的ANSYS SIwave培训课程后，进行的总结笔记。 基本方法 时域分析观察接收端或节点的时域波形、时域眼图及误码率 频域分析用于无源通道的A参数、损耗及阻抗连续性问题 信号完整性结果分析 通过浴盆曲线，我们可以分析误码率分布情况；通过观察TDR阻抗曲线，可以得到阻抗变化范围从而评估通道的设计质量；对于高速信号，可以观察信号眼图，来确认幅值是否符合要求 仿真建模 在PCBA中，分布着离散器件、无源互连、有源器件 离散器件：通常可以在ANSYS的库中找到模型，也可以通过s参数模型来进行建模 无源互连：利用软件进行建模，然后提取相关参数或者等价电路 有源器件：厂家在发行芯片的同时，也会提供仿真模型，我们可以download一份 有源器件又分为两类：Spice和IBIS 我们来看一个IBIS的文本例子： Header：介绍了版本、名称、日期、来源 Package：记录封装中的，最小参数、常见参数、最大参数 Device Pin：对应的引脚 Buffer model：模型信息，比如最小电压值、最大电压值、温度对电压造成的影响、VI直线...
SIwave第一部分 SI/PI基本理论基础
本文是观看B站up主口算Maxwell方程组的ANSYS SIwave培训课程后，进行的总结笔记。 SI/PI基本介绍 在PCB中，一般的，芯片之间的信号会因为干扰(反射、延迟，偏斜，串扰…)，出现形变，如果畸变的太严重，信号就无法被正确识别，这种畸变是我们不希望的，同样的，芯片内部有很多开关电路，因此电源电压电流也会受到干扰(SSO/SSN，Plain resonance…)出现纹波，振荡等情况。 SI(Signal Integrity)即信号完整性，PI(Power Integrity)即电源完整性，就显得至关重要，我们必须要考虑怎么做才能够降低信号之间的干扰，怎么做才能保证电源电压电流稳定。除此之外，我们还需要考虑EMC(电磁兼容)问题。 SI/PI/EMC问题根源 随着信号频率的增加，原本PCB中一段铜导线，其建模就会从无需考虑影响的连接线，升级到需要考虑能量衰减和辐射范围的天线 短铜线 电阻(考虑阻值) RLC(考虑阻值、容值、感值) TLINE(考虑信号的反射、骚扰等) Antenna(考虑信号能量的衰减、辐射等) 如何区分高频/高速信号？Candence公司对高...