ANSYS SIwave在PCB设计中的信号与电源完整性仿真

"ANSYS SIwave中文手册详细介绍了如何使用该工具进行PCB单板和IC封装的信号和电源完整性分析。它强调了从DC到10Gb/s以上频率范围内的完整通道分析，能直接从ECAD版图提取模型，并考虑封装与单板间的耦合效应。手册涵盖SI/PI和EMI/EMC仿真的各个方面，帮助工程师解决现代PCB设计中的挑战。" 在现代PCB设计中，面临的主要挑战在于确保信号完整性（SI）、电源完整性（PI）以及电磁兼容性（EMC）。SIwave提供了一个全面的解决方案，通过全波电磁场算法对封装、单板以及它们之间的交互进行建模，精确模拟高速信号传输路径，从而分析反射、阻抗匹配、截止频率等问题。传输线的概念是理解信号完整性的基础，而特性阻抗的计算和优化对于减少信号损失至关重要。反射系数和信号反射会导致信号质量下降，因此需要通过调整线路设计来最小化这些影响。 此外，手册还涉及电源完整性，如同步开关噪声（SSN）分析，这对于处理高速数字电路中电源波动至关重要。电源分布系统（PDS）的阻抗和去耦电容的选择与布局直接影响系统的稳定性。SIwave允许用户分析PDS的阻抗，以确保满足目标阻抗要求，减少电压噪声。 在PCB设计流程中，SIwave扮演着重要角色。在预布局阶段，可以通过导入PCB数据、进行层叠设计和平面分割来优化设计基础。添加去耦电容并设置合适的参数对抑制噪声至关重要。布线后的仿真则更加深入，包括PI仿真中的谐振模式分析、阻抗和谐振关系、传导干扰分析等，以及SI仿真的信号线参数抽取、TDR分析、串扰仿真和差分信号的眼图仿真。同时，PCB的EMI设计与控制也得到关注，包括远场辐射分析和频变源的处理，以降低对外界环境的电磁干扰。 最后，手册还探讨了与机箱/机柜的协同设计，确保整个系统在安装后仍能满足电磁兼容性要求。SIwave FAQ部分可能包含常见问题解答，帮助用户解决实际使用过程中的问题。通过这份手册，工程师可以获得全面的知识和工具，以优化他们的PCB设计，确保系统性能和可靠性。