ANSYS SIwave的案例
【ANSYS HFSS課程小視頻】ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域 - 第
ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域 - 第二部分
視頻簡介：
本視頻中，設計人員在ANSYS SIwave中使用和不使用HFSS區域的情況下分別求解印刷電路板，并對比了差分對的S參數結果。您還會看到HFSS區域對仿真時間和存儲器峰值使用量的影響。另外，視頻中還探討了包含ANSYS HFSS目標差分對的電路板Cutout的求解結果。在本視頻中，通過仿真結果和其他指標介紹了在ANSYS SIwave中如何使用HFSS 3D區域提高關鍵信號網絡的S參數精度，并且只占用較少的計算資源。
往期回顧
【ANSYS HFSS課程小視頻】ANSYS Electronics Desktop環境
【ANSYS HFSS課程小視頻】ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域 - 第一部分
展開 ANSYS HFSS | ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域（二）
本視頻中，設計人員在ANSYS SIwave中使用和不使用HFSS區域的情況下分別求解印刷電路板，并對比了差分對的S參數結果。您還會看到HFSS區域對仿真時間和存儲器峰值使用量的影響。另外，視頻中還探討了包含ANSYS HFSS目標差分對的電路板Cutout的求解結果。在本視頻中，通過仿真結果和其他指標介紹了在ANSYS SIwave中如何使用HFSS 3D區域提高關鍵信號網絡的S參數精度，并且只占用較少的計算資源。
來源：ANSYS官網
ANSYS HFSS | ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域（一）
視頻介紹
本視頻演示了如何在ANSYS SIwave中輕松定義HFSS區域。這種混合求解方法使您能夠獲得印刷電路板關鍵網絡的S參數的3D全波精度。為演示此功能，設計人員在ANSYS SIwave中使用了60cm長、42cm寬，具有20層金屬的大塊PCB。在PCB上找到高速差分對，并且繪制出了區域范圍。在SIwave中可自動執行其他操作；同時在使用和不使用HFSS區域的情況下分別對電路板進行仿真。視頻還探討了在電氣CAD（ECAD）設計中最適合采用這種混合求解器技術的典型3D區域結構。
來源于：ANSYS官網
展開 干貨 | 基于ANSYS SIwave 的去耦電容自動優化（PI Advisor）功能介紹
ANSYS SIwave 是針對PCB和BGA封裝的信號完整性（SI）、電源完整性（PI）和電磁干擾（EMI）分析的專用軟件。針對疊層結構優化的算法可以在短時間內完成從EDA版圖導入到電源網路（PDN）和多路信號網絡的整版分析。同時，它還能夠生成3D實體模型輸出給三維電磁場分析軟件使用。
ANSYS SIwave 的PI Advisor功能模塊對于第三方EDA版圖設計中使用的電容器件，在考慮成本和電容數量等優先考慮事項基礎上自動遍歷分析，以實現滿足指定目標阻抗的去耦電容最佳組合方案。設計者可以實施適當的去耦電容優化方案，減少電源噪聲，降低零件成本，提高設計性能。
在ANSYS SIwave中的PI Advisor求解模塊主要用來進行去耦電容的自動優化，其主要流程如下：
在simulation菜單下點擊PI Advisor，設置阻抗優化后的目標值
在如下的對話框中選定需優化的電容
計算結束后軟件會給出幾種備選方案，可根據實際情況選定合適的備選方案，運行自動優化。
展開 
干貨 | ANSYS SIwave PCB板S參數的分析
本文主要介紹如何使用ANSYS SIwave進行S參數的分析及相應的設計修改。
1.
ANSYS SIwave 18.1去耦電容優化分析(pdf教程+源文件) ￥8
ANSYS SIwave 18.1去耦電容優化分析(pdf教程+源文件)
免費網絡課程| ANSYS SIwave信號完整性仿真基礎
ANSYS電子解決方案為電子行業用戶提供的電磁場、電路系統仿真解決方案幫助行業客戶充分應對電子行業復雜挑戰。ANSYS SIwave是一款特別針對PCB、芯片封裝的SI/PI/EMC仿真工具，他與EDA設計工具無縫集成，涵蓋PCB從直流設計到去耦電容設計，從高速設計到EMC設計各個方面，幫助工程師深刻洞察電路器件與電磁場器件的相互作用，并能自動考慮PCB板上所有互連結構，如走線，過孔和焊盤等，對高速信號完整性及電源完整性進行評估分析。
課程大綱：
1.SI/PI仿真必要性
2.SIwave功能介紹
3.SIwave信號完整性軟件操作演示
課程對象
主要面向汽車電子、通信、高科技等行業的電子產品設計工程師或仿真工程師
培訓時長
2小時
培訓時間
3月24日（周二）19:30-21:30AM
主講講師簡介
劉捷,碩士學位,畢業于華中科技大學電信學院?，F任IDAJ中國ANSYS高頻電磁產品技術經理。
展開 【汽車行業】讓模塊“冷酷到底”
2004年，該團隊開始使用ANSYS仿真工具開展線性與非線性結構分析，通過檢驗加強筋厚度和注射建模類型等設計變量來最大限度地減少振動產生的影響。此外，他們還通過仿真大幅減少材料的耗用及重量。
新的PCB連接模塊甚至更錯綜復雜，需要核驗溫度、濕度、熱流和電負荷的影響來保持可靠性。此外，還需要同時測試這些物理現象才能掌握它們彼此之間的相互作用。最后，PCB還需要在其自身工作環境中接受評估。
ANSYS SIwave直流內阻（DCIR）能根據電流強度（左）和功率耗散（右）預測可能發生溫升的地方
使用ANSYS Icepak仿真得到的PCB熱分布（左）和物理熱成像（右）
需要同時進行測試才能觀察到彼此相互作用的物理現象。
組件測試與仿真
在設計智能連接模塊時，Kyungshin工程師發現PCB連接模塊的溫度常常超過60.4攝氏度，導致其過熱。為追根朔源，他們綜合采用了實驗、物理原型構建和ANSYS仿真等方法。實驗分析的結論是：溫升是由PCB繼電器中線圈的焦耳熱導致的。
首先，工程師測試了保險絲和PCB繼電器等單個組件。但通過仿真來判斷可能造成溫升的PCB情況至關重要，因為使用物理測試無法實現這一點。他們應用ANSYS SIwave（電源完整性、信號完整性和電子封裝及PCB的EMI分析）和ANSYS Icepak（用于電子產品熱管理的計算流體動力學[CFD]）來找出PCB上過熱的地方。先為每個PCB層建立模型，然后再為每個層計算溫度。通過使用電流密度和功率耗散特征，SIwave預測出了發生高溫的位置。在物理成像和仿真發現PCB上熱點的同時，仿真還發現了因電流瓶頸而產生額外熱量的第二個點。
展開 ANSYS HFSS | ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域（三）
本視頻介紹了時域反射法（TDR）分析，并比較了三種求解方法的結果：使用HFSS區域的SIwave仿真、不使用HFSS區域的SIwave仿真、以及對包含目標信號網絡的部分電路板進行單獨的HFSS仿真。在ANSYS Electronics Desktop中為每次分析創建電路圖。比較每種求解方法的TDR結果，以研究阻抗響應，并了解結構中的哪些部分需要采用不同的求解方法。結果顯示，使用HFSS區域的SIwave仿真可在電路板的連接器引出線區域提供3D精度。
在本視頻中，分析中的PCB使用遵守了國際創作共享署名授權協議4.0（Creative Commons ShareAlike Attribution 4.0 International）(CC BY 4.0)。
來源于：ANSYS官網
展開 Ansoft創始人：如何通過電磁場仿真由內而外顛覆SI？
20世紀90年代末，我們開始討論全系統電磁學的問題，簡單地將一個復雜的PCB傳遞給Ansys HFSS以提取所有電磁效應是非常好的，但當時的計算機和算法無法處理大規模的仿真。要解決單個PCB電路板的問題，就需要幾十千兆字節。
相反，Ansys (Ansoft)和其他公司開發了專門的“混合”電磁求解器(Ansys SIwave)，可以自動組合傳輸線的電路模型、層間通孔和電路板諧振模型，以捕捉整個PCB系統的行為。這是一個重大突破，使工程師能夠快速、高效地對信號、電源完整性和EMI進行建模。Ansys HFSS和Ansys SIwave同時存在于設計工程師的工具箱中，能夠分別對要求如此嚴格的結構進行非常詳細的全波分析，并對基于PCB的大型系統進行全系統分析。HFSS和SIwave通常用于提取電子和微波電路中的無源結構，并將結果連接到電路和系統級仿真以處理非線性和系統行為效應。
新的建模和算法
快進到今天。如果現代電磁仿真技術和大規模、高性能計算(HPC)能夠用HFSS全波精度處理整個PCB的仿真，情況會怎樣？如果您能在合理的時間內完成，那何樂而不為呢？沒有理由嘗試使用傳輸線模型或帶有行為模型的過孔來建模網絡。您只需將整個系統呈現給EM求解器并運行仿真即可。不需要考慮包含哪個耦合；不用擔心電路板的切割會給仿真模型設置人為的邊界條件，從而改變結果。今天，新的算法、自動化和高性能計算HPC技術在使之成為可能。
例如，幾年前Ansys在HFSS中引入了一種新的幾何建模范式。自成立以來，HFSS一直基于3-D機械CAD（MCAD）接口。模型是使用三維圖元（如矩形棱柱、圓柱體和球體）以及平面的薄板曲面創建的。這種模型適用于波導管、外殼、天線和車輛。
任何PCB都必須按照3-D圖元重新創建，從而創建一個非常大的MCAD模型，以支持數千個網絡。
展開 【11月27-28日 深圳】ANSYS官方培訓—ANSYS SI/PI 高級培訓
ANSYS SI/PI 高級培訓
培訓背景
從廣義上講，信號完整性指的是在高速產品中有互連線引起的所有問題，它主要研究互連線與數字信號的電壓電流波形相互作用時其電氣特性參數如何影響產品的性能。傳統的設計方法在制作的過程中沒有仿真軟件來考慮信號完整性問題，一次成功很難，降低了生產效率。只有在設計過程中融入信號完整性分析，才能做到產品在上市時間和性能方面占優勢。ANSYS HFSS 3D LAYOUT和ANSYS SIWAVE是專門針對板級SI/PI/EMC的仿真軟件。
本次課程適合有一定SI和PI理論基礎的學員。主要針對ANSYS SIwave和HFSS在信號完整性和電源完整性仿真的應用。學會使用SIwave進行PCB電源完整性分析，串擾分析和電磁敏感度分析技巧；學會使用HFSS對連接器和過孔等三維結構進行精確建模，學會使用HFSS 3D Layout進行封裝和PCB板上走線進行精確建模；因此，ANSYS公司特開辦“ANSYS SI/PI 高級培訓”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 
ANSYS電磁仿真工具HFSS、SIwave和Q3D的區別詳解
ANSYS下的HFSS、SIwave和Q3D的區別和應用場景，為大家做個詳解。
分析對象
這三個軟件的分析對象上有一些區別，其中HFSS和Q3D比較類似，都支持對3D任何結構的建模和分析，最后都能得到該結構的等效電路模型；SIwave的分析對象主要還是層疊結構，是一個PCB專用的分析工具。
產品定位
HFSS是針對微波、射頻和SI的工具， SI分析只是它功能的一個方面，此外，它還能求解腔體、波導等的本征模；Q3D僅僅是針對SI的工具，沒有別的用途；SIwave是針對PCB分析的工具，除了SI，還可以做PI和EMI分析，但是在ANSYS新的產品規劃里面，SI問題將以HFSS 3D Layout來主導，SIwave正在向PI和EMI工具進行演變。
求解原理
HFSS是3D全波電磁場仿真工具，基于有限元理論，對全波Maxwell方程組聯合求解，理論上計算結果的準確度不受限于頻率，仿真的時間步長，但是占用的計算機資源多；Q3D是準靜態的2D\3D電磁場仿真工具，對電壓和電流建立電路方程組求解，因此仿真的速度快，但是因為采用的是電路理論，因此只在一定的頻率范圍內是準確的，這個范圍通常是要求結構尺寸小于求解波長的十分之一，通常建議適用的頻率上限是5Gbps；SIwave是2.5D的電磁場仿真工具，它假設PCB在層疊Z方向上的電磁場是均勻分布的，因此求解的是對Z方向分量進行簡化后的Maxwell方程組，要求Z方向上的結構不能有變化，因此也只在一定的頻率范圍內是準確的，通常要求分析對象必須擁有完整的參考平面，通常建議適用的頻率上限也是5Gbps。
展開 ANSYS | 告別設計煩惱，輕松成為板級EMC設計專家！
ANSYS SIwave 在2019年新增EMI Scanner模塊，它在SIwave原有的強大全波電磁場和電路協同仿真基礎上，增加了規則檢查功能，這為PCB設計者提供了業界最全面且高效的電磁兼容性設計排查和整改驗證手段。
EMI Scanner模塊的增加將大大改善PCB電磁兼容性設計規則檢查過程：
因此，雖然EMI問題難以模擬且計算時間較長，ANSYS SIwave - EMI Scanner模塊功能能夠快速識別對 PCB 設計有潛在干擾的區域，進而消除錯誤加快上市進程。綜上所述，ANSYS板級電磁兼容性設計分析方案有如下幾方面特點：
1，設計良好的PCB可以極大地減少系統電磁干擾問題
— 在設計早期進行分析驗證是修復潛在EMI問題的最好方式。
2，規則檢查提供了一種最快速、更具成本效益且最容易理解的方式解決EMI問題
— 無需長時間的仿真過程
— 簡單易用，可重復操作，適合設計流程中的所有相關人員。
3，規則檢查與場路協同仿真互為依存，形成最全面的電磁兼容性設計分析方案。
— 規則檢查可以處理場路協同仿真無法處理的問題；
— 規則檢查后對于違規網絡的修改和驗證可借助場路協同仿真shou段；
— 場路協同仿真可用來驗證規則檢查的結果，消除了后期為改善EMC性能所做的工程變更，能夠有效的減少設計周期；
— 場路協同仿真可作為規則檢查的輸入。
展開 告別設計煩惱，輕松成為板級EMC設計專家！
因此，雖然EMI問題難以模擬且計算時間較長，ANSYS SIwave - EMI Scanner模塊功能能夠快速識別對 PCB 設計有潛在干擾的區域，進而消除錯誤加快上市進程。綜上所述，ANSYS板級電磁兼容性設計分析方案有如下幾方面特點：
設計良好的PCB可以極大地減少系統電磁干擾問題
- 在設計早期進行分析驗證是修復潛在EMI問題的最好方式
規則檢查提供了一種最快速、更具成本效益且最容易理解的方式解決EMI問題
- 無需長時間的仿真過程
- 簡單易用，可重復操作，適合設計流程中的所有相關人員
規則檢查與場路協同仿真互為依存，形成最全面的電磁兼容性設計分析方案。
- 規則檢查可以處理場路協同仿真無法處理的問題；
- 規則檢查后對于違規網絡的修改和驗證可借助場路協同仿真手段；
- 場路協同仿真可用來驗證規則檢查的結果，消除了后期為改善EMC性能所做的工程變更，能夠有效的減少設計周期；
- 場路協同仿真可作為規則檢查的輸入。一旦專業EMC工程師總結其仿真或測試經驗形成知識，即可以新規則的形式加入EMI Scanner，設計流程中的相關人員都可直接使用。
ANSYS中國將持續推出電子設計中電磁場仿真相關解決方案，后續還將發布此次關于電磁兼容性設計案例分析，敬請關注！
展開 如何全面地考慮電子產品板級熱仿真問題
在ANSYS Icepak中，我們可以使用ECAD（PCB layout設計數據文件）對PCB各層的布線/線路分布及其過孔進行描述，并且計算出各層的導熱系數分布，以此來精確地考慮銅材質的線路與過孔的分布，對PCB上焊接的電子元件散熱效果的影響。
與此同時，我們還需要考慮PCB線路的焦耳熱產生的影響。
對于電熱耦合的焦耳熱計算，傳統方法是利用3D實體來計算（例如母線Busbar）。但是由于PCB布線的幾何相當細小，而且焦耳熱的計算在導體邊界對網格均一性要求較高，使用傳統方法計算焦耳熱時需要生成大量的網格，并且對于較細小、形狀復雜的布線網格的質量控制較難。
對PCB線路進行實際網格的劃分需要大量小尺寸網格
傳統的計算方法不但需要大量的計算資源，還拉低了仿真計算的效率。因此，針對PCB線路的焦耳熱，我們可以使用SIwave-Icepak耦合的方式去計算。
■ SIwave能夠對PCB上的線路加載激勵條件進行DCIR drop計算，獲得不同工況下PCB上各層布線的焦耳熱分布。
■ Icepak利用焦耳熱分布數據的映射進行進一步的板級熱仿真，評估在不同的工況下，PCB上銅線的焦耳熱和電子元件發熱共同作用時的溫度分布狀態。
在ANSYS SIwave中輸出基于計算網格的焦耳熱功率分布數據，在Icepak中使用Block或者PCB Objects，以SIwave Profile的方式導入，功率數據將直接映射并插值到Icepak的計算網格之中（相比于之前在Icepak中使用2D heat source構成power map的方式，這種方式幾乎不怎么占用計算資源。）。
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