ANSYS SIwave PCB板S参数分析实战

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ANSYS SIwave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

ANSYS SIwave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：

Layer Stack-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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