干货| 利用ANSYS SIwave进行电路板EMS仿真
随着产品复杂性和密集度的提高，以及设计周期的不断缩短，在设计周期的后期解决电磁兼容性（EMC）问题变得越来越不切实际。经验法则变得不再适用，结果70%以上的新设计都没能通过第一轮EMC测试，从而使后期重设计成本很高。如果制造商延误产品发货日期，损失的销售费用就更大。为了以低得多的成本确定并解决问题，设计师应该考虑在设计过程中及早采用基于概念和数值算法的EMC仿真分析方法。电磁兼容（EMC），是指设备或系统在电磁环境中性能不降级的状态。电磁兼容，一方面要求系统内没有严重的干扰源（EMI），另一方面要求设备或系统自身有较好的抗电磁干扰性（EMS）。 本文介绍利用ANSYS SIwave进行电路板的EMS仿真步骤。 1首先，我们将第三方EDA设计工具中e的PCB设计文件导出ODB++格式文件（主流EDA设计厂家如Cadenec/Mentor/Altium通用），打开SIwave，在欢迎界面上点击导入ODB++设计文件。2导入后会自动弹出网络筛选对话框，通常需要勾选所有网络进行导入操作，点击Import configuration，这时候PCB设计文件已导入。此时可以点击Save按钮将该设计保存成SIwave仿真文件。3在选择导入网络之后，工作流向导将弹出如下向导框。4检查PCB层叠，如果在EDA设计工具中已设置好PCB层叠，导入进来层叠信息会带入，通常只需要检查，无需重新设定。5检查Padstacks，PCB设计和导入都没有错误的话此项一般也不会有问题。6检查电路参数，PCB设计网表和导入都没有错误的话此项一般也不会有问题。7检查电源/地属性的网络。如果电路网表中对GND和电源网络的命名都是很规范的话，点击Auto Identify可以自动识别为电源/地网络；否则需要自己手动添加命名不规则的电源地网络。8设置仿真端口（1）在Nets框中选择我们关注的易受干扰的敏感网络，选中后该网络会在工作区高亮显示。（2）在Tools菜单中点击Generate Port> （3）在对话框中输入50欧姆，及参考网络为GND。点击Generate生成ports。9在Simulation菜单中选择Validation Check进行检查。运行后会出现检查结果清单。10现在可在Simulation菜单点击Compute Induced Voltage进行电磁敏感度仿真，计算平面波入射某一特定角度并具有特定极化时在板上产生的感应电压。利用平面波激励可以计算电路板端口感应电压。感应电压将在端口测量。入射波可以是单入射的，可以用球面或笛卡尔系统来描述；入射波也可以是多重的，其中只有在具有特定步长的起止角的球面系统中描述。11在Simulation name框中，输入仿真项目名称。12在Frequency Range Setup区域, 根据我们所考察的频段输入Start Freq, Stop Freq和Number of Points。13使用下拉菜单选择Distribution方式。14选择所需的入射波类型。您可以选择一个或多个入射波。单入射——选择球面或笛卡尔，然后指定入射波矢量和极化矢量的平面波。多重入射角(球形)——在Phi和Theta下输入对入射角度的扫描。指定极化。检查“为所有角度保存端口位置的电压”复选框，以保存每个频率的每个扫描角度上的感应电压，而不是每个频率的最大感应电压。15点击Launch开始仿真。16 在SIwave中看仿真结果（1）点击Results菜单。选择Induced Voltage > [Simulation Name]。（2）点击Plot Induced Voltage at Ports，出现如下窗口。在Plot Name区域输入输出图名称。在Plot Options区域，选择输出幅度或相位。在Ports to Plot区域，使用复选框选择或取消选择端口。还可以使用正则表达式选择或取消选择端口。点击Create Plot。（3）输出感应电压幅度结果如下图。根据仿真得到的感应电压幅度及相位结果图，我们可分析易受干扰的频点及干扰程度。结合电路原理需求，可对该PCB设计进行优化，从而在PCB投板前即可对敏感电路网络进行EMS评估和优化，大大减小后期测试风险和代价。来源：艾迪捷
