首页/文章/ 详情

想拿高薪,先掌握高薪技能!比如:华为,小米,大疆等大厂都在用的这款仿真工具

8月前浏览979
今天我准备了几本纸质新书,免费赠送给大家,书名是 《玩转高速电路——基于ANSYS HFSS的无源仿真实例》。这本书采用全彩印刷,内容详实,非常适合对高速电路设计和信号完整性分析感兴趣的工程师和同学们。

在详细介绍这本书之前,我想先和大家聊几个相关的话题。有些朋友可能对高速电路设计还不太熟悉,没关系,接下来我会帮助大家理解其中的关键点。


01

高速电路跟咱研发人员有啥关系?  

不知道大家有没有注意到,如今的电子产品功能越来越多、越来越复杂,但体积却越做越小。从智能手机到可穿戴设备,从5G基站到AI加速卡与计算集群,咱们用户对产品的要求可以用既要又要来形容——既要功能强大、性能稳定,又要外观精美、便携好用。

这种趋势背后,是芯片工艺的持续优化和主频的不断提升。比如,芯片制程从过去的几十纳米逐步演进到如今的几纳米,主频也从几GHz向几十GHz迈进。电子设备正朝着更高频率、更大带宽、更低功耗的方向迭代发展。可以说,我们已经全面进入了高速电路时代

然而,高速电路的设计并不简单。随着信号速率越来越高,信号完整性(SI)问题变得日益突出。比如:

  • 信号反射:当信号在传输线中遇到阻抗不连续时,部分能量会被反射回源端,导致波形畸变;

  • 串扰干扰:相邻信号线之间的电磁耦合会引起噪声,影响信号质量;

  • 高频衰减:随着频率升高,导体损耗和介质损耗加剧,信号幅度下降;

  • 时序偏差:信号在传输路径中的延迟不一致,可能导致系统时序错误。

这些问题如果不在设计初期加以解决,很可能导致整个电路无法 正常工作,甚至需要重新打板、调试,造成时间和成本上的巨大浪费。因此,掌握信号完整性分析的方法,并借助专业的仿真工具进行验证,已成为咱们现代硬件工程师的必备技能。

当然,如果你不从事高速这路这块的,就另当别论了。


02

ANSYS HFSS 2024 R1 软件介绍  

ANSYS HFSS 是一款被业界广泛认可的高频电磁场仿真软件,可以用来验证设计的正确性与可靠性专注于解决高频电磁问题,如天线设计、射频电路分析电磁兼容性(EMC)评估等。

可能有些小伙伴对 ANSYS 还不太熟悉,这里介绍一下。ANSYS 成立于1970年,总部位于美国匹兹堡,是全球领先的工程仿真软件提供商。其产品线覆盖结构力学、流体动力学、电磁场等多个领域。

前,全球96家世界500强企业(如以及众多顶尖高校都在使用 ANSYS 软件进行研发与教学。

HFSS 尤其擅长处理高频、高速场景下的电磁问题,其核心优势在于能够精确求解复杂结构中的电磁场分布,提取散射参数(S参数),并分析信号完整性、电源完整性等关键指标。特别是在毫米波、太赫兹等高频场景,以及三维复杂模型中,HFSS 的表现尤为出色。


03

书籍介绍  

好了,接下来重点介绍一下我今天要送出的这本书。

很多初学者在面对高速电路设计时,虽然理论知识学了不少,但一旦动手仿真或调试,还是会感到无从下手。市面上虽然也有一些 HFSS 的教程,但大多偏重天线或射频方向,专门针对高速电路无源结构仿真的书籍并不多。

所以这本书主要就是帮助大家系统掌握 HFSS 在高速电路无源仿真中的应用,打好信号完整性的基础。

《HFSS信号完整性仿真实战指南》全书共分9章,由浅入深系统讲解高速电路无源结构的仿真方法:从信号完整性基础概念与HFSS软件操作入门,逐步展开至单端和差分信号的传输线、过孔建模分析,进而探讨参数设置影响,并针对多种典型走线、过孔及孔线组合进行综合仿真与优化。

本书作为玩转高速电路系列的开篇之作,聚焦无源结构仿真,未来该系列还将陆续推出电源完整性、时序分析与测量验证主题图书,致力于系统化解析高速电路设计的核心问题,为读者构建从仿真到实战的完整知识体系。

本书特色

  • 全彩印刷:图文并茂,示意图和仿真结果一目了然;

  • 实例驱动:每个章节都围绕一个典型实例展开,包括单端/差分传输线、过孔、孔线组合等;

  • 方法论贯穿:强调“先预测,再仿真”的学习方法,培养咱们的分析思维;

  • 配套资源丰富:提供每一步的操作截图工程文件下载,方便咱们跟着练习。


各章节内容介绍

第1章 基础介绍 讲解信号完整性的基本概念,以及 HFSS 软件的基本操作界面和设置。 

第2章 单端信号传输线仿真实例 从最简单的单端微带线、带状线入手,学习如何设置材料、边界条件和端口激励。 

第3章 单端信号过孔仿真实例 分析过孔结构对信号的影响,包括阻抗变化和回流路径。 

第4章 差分信号传输线仿真实例 介绍差分微带线的建模与仿真,理解不同线宽度、厚度、宽度和介质的传输特性。 

第5章 差分信号过孔仿真实例 进一步讲解差分过孔的仿真方法与优化建议。

第6章 不同参数设置仿真实例 探讨网格划分、求解频率等参数对仿真结果的影响。

 

第7章 典型走线仿真实例 包括 不同间距,不同位置的多对差分信号线, BGA  区域中三角形  tab  信号线, 蛇形绕线, 鼓包”走线等各种条件下的 走线性能。 

第8章 典型过孔仿真实例 对比不同类型过孔的优缺点及适用场景。 

第9章 典型孔线仿真实例 将过孔与传输线结合起来,进行系统级仿真与优化。 

信号完整性是一个系统性问题,涉及电路、材料、布局、封装等多个方面。一本书很难覆盖所有内容,因此本书以玩转高速电路为主题,主要聚焦在无源结构的仿真上,后续还将陆续推出关于电源完整性、时序分析、测量验证等主题的书籍。


来源:硬件笔记本
HFSS电源电路信号完整性电磁兼容电子电源完整性芯片理论材料ANSYS
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-12-03
最近编辑:8月前
硬件笔记本
本科 一点一滴,厚积薄发。
获赞 158粉丝 51文章 1109课程 0
点赞
收藏
作者推荐

硬件工程师零基础入门指南:从迷茫到上手的完整路线

大家好,我是王工。最近常有小伙伴私信问我:"王工,我完全零基础,但对硬件开发特别感兴趣,该怎么入门比较好呢?"看到这么多朋友想学习硬件知识,今天我就整理一下心得出来分享给大家。这篇文章部分内容参考了我之前的笔记,同时我也补充了一些新的建议。由于想说的内容比较多,文章篇幅可能会有点长,如果一次看不完的话,建议可以先收藏起来,有空的时候慢慢看,这样学习效果会更好。011认清现实:硬件入门没那么简单说实话,硬件开发这个领域,零基础入门确实有难度。很多人对硬件工程师的工作存在误解,以为就是画画电路图、焊焊板子。实际上,硬件工程师的工作要复杂得多:1、前期工作:需求分析、方案设计、器件选型;2、中期工作:原理图设计、PCB布局、仿真验证;3、后期工作:调试测试、EMC整改、生产跟进。不同行业的硬件工程师工作重点可能不同,比如:消费电子:注重成本控制和量产稳定性工业控制:注重可靠性和抗干扰能力通信设备:注重信号完整性和高速设计但核心技能都是相通的:电路设计+PCB设计+调试能力。021学习路线规划2.1、理论基础:先啃这几本书大学教材《模拟电子技术基础》 (华成英或康华光)《数字电子技术基础》 (华成英或康华光)推荐理由:比较好的经典教材,比较适合入门。对于零基础的同学,可能刚开始看的时候云里雾里,坚持看完,对一些概念先有一个印象吧。模拟电路《你好,放大器》 (杨建国)《晶体管电路设计》上册 (铃木雅臣)《晶体管电路设计》下册 (铃木雅臣)推荐理由:运放、晶体管,模电绕不开的坎。经典之作,遇到问题可以经常翻阅。开关电源《精通开关电源》 (凯斯·比林斯 )《开关电路原理与设计》 (普利斯曼)推荐理由:该书是开关电源设计领域覆盖面比较全面的经典书籍,身边做电源的朋友都在看。高速电路《高速电路设计实践》 ( 王剑宇)《信号完整性与电源完整性分析》 (Eric Bogatin)《信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例》 (毛忠宇)推荐理由:经典实用。PCBPCB设计,建议多练习。首先掌握基本的操作技巧,这些可以在网上查到很多资料,然后跟着项目实操,上手应该不难。至于PCB软件,用的比较多的就是AD,PADS和cadence,至于学哪一种,个人觉得公司用什么就学什么,经常用才更灵活。只学不用,过一段时间就忘记。EMC《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》 (郑军奇)推荐理由:该书以EMC案例分析为主线,从理论中来,到实践中去。综合类《硬件系统工程师宝典》 (张志伟,王新才) 本书从实际电路设计入手,对硬件系统开发流程中的需求分析、概要设计、硬件开发平台搭建、原理图的详细设计、PCB的详细设计进行综合论述;对电路设计中的信号完整性(SI)、电源完整性(PI)、电磁兼容性(EMC)及DFX的基础理论进行了分类总结并仿真。适合刚入门的同学,对于有经验的工程师也可以查漏补缺。总体来说比较全面。2.2、网络资源:这些网站要收藏①、芯片原厂硬件设计离不开芯片,而芯片原厂资料无疑是最全,最正式的。1.1 TI德州仪器TI德州仪器是全球最大的半导体生产厂商,器件种类丰富,资料齐全。网址https://www.ti.com.cn/ 1.2 亚德诺半导体 全球知名的模拟芯片厂商,其应用设计做得相当nice,还有详细的参考电路demo和仿真模型。网址https://www.an alog.com/cn/resources.html 1.3 美国微芯全球领先的单片机和模拟半导体供应商,有开设大学教育学习培训课程,技术支持多种方式。网址https://www.microchip.com/ 1.4 MPSMPS提供电源管理芯片,包括独立的EMC暗室和电源设计工具,值得参考学习。网址https://www.monolithicpower.com/en/ 1.5 英飞凌英飞凌主要是专注于汽车电子芯片的厂商,推荐的应用方案都是很可靠的。网址https://www.infineon.com/ 1.6 ST官网STM32系列的MCU设计资源,包括开发者社区和嵌入式软件工程师常用的开发平台工具。网址https://www.st.com.cn/content/st_com/zh.html ②、论坛社区2.1 21ic电子网论坛‌21ic电子网论坛成立于2000年‌‌12月。21ic电子网论坛是中国电子工程师的中文社区,拥有数百万用户,每天有数千技术发帖讨论。论坛涵盖了单片机、嵌入式系统、电源、模拟器件等多个热门板块,是电子工程师学习、发展的理想园地‌。网址https://bbs.21ic.com/ 2.2 面包板社区‌面包板社区成立于2017年3月,是全球技术信息集团ASPENCORE旗下的品牌之一,整合了EET电子工程专辑、EDN电子技术设计和ESM国际电子商情三大知名媒体的资源,致力于为中国电子工程师和产业供应链人士打造更好的学习、分享、交流平台‌。这里要面包板社区的老师,经常转载我的文章,已经转载了近30篇原创文章。网址https://mbb.eet-china.com/forum 2.3 EDA365电子论坛论坛成立于2006年‌。该论坛最初由几位来自华为、中兴等业界知名公司的资深工程师牵头创建,目的是建立一个方便技术交流与讨论的BBS‌12。经过多年的发展,EDA365已经成为中国最大的互连设计专业论坛,拥有超过30万注册会员,并吸引了大量电子工程师、创客、科研学者和在校大学生等用户群体‌。里面有很多子论坛,涵盖了很多电子硬件方向。网址https://www.eda365.com/forum.php 2.4 电子发烧友电子发烧友网成立于2006年10月,是一个以电子技术知识为核心,以工程师为主导的平台,专注于电子行业的技术交流和学习‌。该网站提供了丰富的电子行业新动态和产品信息,分享电子工程师的设计经验及技术应用。网址https://m.elecfans.com/ 2.5与非网与非门科技(北京)有限公司,2006年7月成立于北京清华科技园,并于同年10月正式发布电子技术类资讯网站——“与非网”,致力于建设一个全新电子行业社区。网址https://www.eefocus.com/ 2.6 吴川斌的博客专注于物联网,智能硬件,可穿戴设备,智能家居,嵌入式系统和pcb设计,总之,老吴是一个有趣的男人。网址https://www.mr-wu.cn/ ③、线上线下教育平台3.1 电子星球‌电子星球的成立时间是2006年4月,由天津网博互动科技有限公司运营,注册资本为1亿元。电子星球旨在打造一所属于工程师的终身学习的全民大学,通过线上下线结合的学习方式,挖掘、萃取和分享行业专家和民间达人的知识,为工程师提供高效的知识服务‌。网址https://cn.eestar.com/ 偷偷告诉大家电子星球写文章可以赚钱哦,以下是王工写文章的收入。我把电子星球老师推荐给你哦,老师很有耐心,有疑问都可以随时解答哦。3.2 电子森林苏州硬禾信息科技有限公司(简称“硬禾”)于2019年7月成立于苏州工业园区,并入选苏州工业园区的领军人才项目,矢志建立专业化、系统化、工程化的技能培训体系, 为中国电子产业培养研发经营人才。硬禾旗下目前拥有“电子森林”网站及其子模块“硬禾学堂”。网址https://www.eetree.cn/ 3.3 B站这个大家都知道,还是简单介绍一下。‌B站(哔哩哔哩)成立于2009年6月,2010年正式改名为Bilibili(又称“哔哩哔哩”或“B站”)‌。上面有大量的免费观看视频,绝对是硬件工程师学习的宝地。网址https://www.bilibili.com/ 3.4 硬件十万个为什么硬件十万个为什么成立于2021年6月,是一个教育培训平台。他与北京思创优学联合主办,提供包括硬件工程师(单板电源设计)在内的多种课程。此外,硬件十万个为什么还提供在线视频课程和书籍等。网址http://www.hw100k.com ④、元器件库下载网站4.1 Ultra Librarian一款可以将bxl封装文件转换成封装库的软件,几乎支持所有的主流电路设计软件。库中有超过 8 百万种符号、封装,以及带有供货商 ECAD 中性数据输出选择的 3D 模型。网址https://www.ultralibrarian.com/cad-vendors/cadence/ 3D效果视频所示4.2 SamacSys一家为电子工程师提供免费电子元件符号和封装的服务提供商。他们的目标是为用户提供高质量的电路板设计资源和解决方案。网址https://www.samacsys.com/ ⑤、开源网站5.1 HackdayHackaday是一个国外的硬件开源网站‌。它位于北美洲,主要关注电子设备、计算机、硬件和创客等方面的技术内容。网址https://hackaday.io/projects5.2 立创EDA开源硬件平台立创EDA开源硬件平台是由咱们中国人独立开发,拥有独立自主知识产权‌,2010年成立‌。在这个平台上有很多开源的项目,喜欢的可以复刻,或者学习。不过开源的质量参差不齐,希望大家可以具有自己的认识和想法。网址https://oshwhub.com/ 5.3 Github软件工程师可能对这个了解的比较清楚。这是一个国外的软件开源平台,GitHub拥有1亿以上的开发人员,400万以上组织机构和3.3亿以上资料库。网址https://github.com 031知识体系搭建3.1、元器件知识:从这些开始被动元件:电阻:分压、限流作用电容:滤波、储能、去耦电感:储能、滤波半导体器件:二极管:整流、保护三极管:放大、开关MOS管:功率开关电源芯片(以下只是某些概念,实际细节会有很多):LDO:低压差线性稳压DC-DC:高效率电源转换其他重要器件:比如MCU主控芯片,晶振,磁珠,继电器,储存器,各类型传感器元件,ESD器件,浪涌保护器件等也都需要了解掌握。3.2、开发工具:这些必须会EDA软件:Altium Designer:适合入门KiCad:免费开源Cadence:功能强大但难学仿真工具:LTspice:电源仿真Proteus:数字电路仿真测量仪器:万用表:基础中的基础示波器:建议买二手100MHz带宽的电源:可调压的可编程电源更好3.3、 接口协议:这些要掌握基础协议:UART:串口通信I2C:两线制接口SPI:高速数据传输进阶协议:USB:通用串行总线Ethernet:网络通信CAN:汽车电子常用041实战经验4.1、从单片机开始学起建议的学习路径:1、先买块32单片机开发板2、学习基本外设:GPIO控制LED按键输入检测定时器使用串口通信3、STM32进阶:学习更复杂的外设4.2、必备工具清单电烙铁:建议买可调温的(100元左右)万用表:基础款就行(50-100元)焊锡丝:建议用含松香的(0.8mm直径)其他工具:镊子吸锡器放大镜4.3、第一个实战项目建议这样做:1、复刻一个简单的开发板2、重点学习:电源电路设计复位电路晶振电路3、自己画PCB:先从双面板开始注意布局布线规则051实常见误区提醒以下几点文字内容很少,但都是掏心窝子的话,专门拿一个标题出来分享。不要死磕理论:先做出能工作的电路更重要不要忽视编程:至少要会看基础代码不要追求完美:第一块板子能工作就是胜利不要闭门造车:多参考开源项目不要贪多求全:先精通一个方向再拓展061进阶方向建议1、电源设计:学习Buck/Boost电路掌握环路补偿设计推荐《开关电源设计》2、高速电路设计:学习信号完整性掌握阻抗匹配推荐《信号完整性分析》EMC设计:学习电磁兼容原理掌握滤波技术了解相关认证标准给新手们再次提个醒:一定要多动手,多动手实践,理论看十遍不如动手做一次;建立知识库,用笔记软件整理技术要点;保持好奇心,遇到问题要追根究底,但也不要专牛角尖;加入技术社群,和同行交流进步更快。最后想说,硬件开发这条路确实不容易,需要耐心和坚持。但当你亲手设计的电路板成功运行的那一刻,所有的付出都是值得的!声明: 声明:原创文章,转载请注明出处。本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立,推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有,如有侵权,联系删除。 来源:硬件笔记本

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈