Sigrity-PowerSI提取S参数仿真操作指导

基于Sigrity2019中的PowerSI提取S参数的操作指导，操作步骤很详细，适用于新手练习，加快熟悉sigrity仿真软件，可以根据操作指导多次练习，分析不同layout设计下的S参数差异，加深S参数的理解，分析S参数如何体现出layout设计的优缺点 ### Sigrity-PowerSI提取S参数仿真操作指导 #### S参数概念理解 在深入了解如何通过Sigrity的PowerSI工具提取S参数之前，我们首先需要掌握S参数的基本概念及其重要性。 S参数（Scattering Parameters）是描述微波网络（如传输线、滤波器等）性能的重要指标之一，它反映了网络的输入与输出端口之间的信号反射和传输特性。对于一个n端口网络，S参数是一个n×n的矩阵，每个元素\( S_{ij} \)表示当第j个端口被激励时，在第i个端口观察到的反射或透射信号与入射信号之比。例如： - \( S_{11} \)称为回波损耗（Reflection Loss），表示当第一个端口被激励时，该端口处的反射信号与入射信号之比。 - \( S_{21} \)称为插入损耗（Insertion Loss），表示当第一个端口被激励时，第二个端口处的传输信号与入射信号之比。 在实际应用中，良好的S参数意味着较低的信号损失和较高的传输效率。例如，为了减少反射和提高信号完整性，通常希望\( S_{11} \)尽可能接近0（即-∞dB），而\( S_{21} \)接近于1（即0dB）。 #### 使用Sigrity-PowerSI提取S参数 **1. 启动PowerSI软件** - 在Sigrity软件中找到并打开PowerSI模块。 - 选择Model Extraction功能，如下图所示。 **2. 导入PCB文件** - 直接打开由Allegro软件设计的PCB文件，或将其转换为spd格式后再导入。 - 打开后，自动启用Extraction Mode。 **3. 设置环境参数** - **Processing设置**：包括处理选项和其他相关设置。 - **General设置**中的CPU设置，默认情况下使用最高效率运行软件，可选100%。 - **网络参数设置**：选择信号的实际阻抗。 - **特殊缝隙处理**：确保所有PCB组件均得到适当处理。 - **自动优化和调整仿真**：加速仿真过程。 - **相关信号和铜皮优化选择**：进一步提高仿真速度。 **4. 设置叠层结构** - 根据实际情况调整每层的厚度、介电常数(Er值)以及材质损耗(Loss)参数。 **5. 设置过孔参数** - 包括孔径大小、铜壁厚度、电镀材料及塞孔材料等。 **6. 选择需要仿真的网络** - 在Net Manager界面中，选择需要提取S参数的网络。 **7. 创建网络端口** - 使用PowerSI自动设置端口功能。 **8. 设置仿真频率** - 通常设置为待仿真信号频率的至少三倍以上，以确保可靠性和准确性。 - 例如，如果目标信号的最大速率是1.2GHz，则设置仿真频率为4GHz。 **9. 开始仿真** - 选择Start Simulation开始仿真过程。 - 根据端口数量和计算机配置，仿真可能需要几分钟时间。 **10. 数据显示与分析** - 仿真结果中查看S参数数据，并进行必要的调整。 - 对比不同布局设计下的S参数差异，以评估其优缺点。 **实例操作指南：** 1. **调整参考层厚度**：保持其他条件不变，仅改变参考层的厚度，重新提取S参数进行比较。 2. **挖空参考层铜面**：在保持其他参数不变的情况下，尝试移除走线参考层的部分铜面，再次提取S参数，分析损耗参数的变化情况。 通过上述步骤，用户可以熟练掌握如何使用Sigrity-PowerSI提取S参数，并深入理解不同PCB设计对S参数的影响。这有助于工程师们优化设计，提高信号完整性和系统性能。