將Altium Designer的PCB設(shè)計導(dǎo)入Ansys Q3D Extractor軟件進(jìn)行寄生電容電感提取
鑒于網(wǎng)上的教程都很古老,特意寫一篇文章記錄一下操作流程,供大家參考,有任何不對的地方煩請網(wǎng)友們指出。(圖片看情況補(bǔ)充)

需要用到的軟件:Altium Designer 18,ANSYS Electromagnetics Suite 2022 R1
簡要流程說明:
AD中的操作
將AD的PCB及工程文件放在英文目錄下。
AD中打開PCB編輯界面,單擊File->Exoprt->Ansoft Neurual,彈出對話框直接點確定,導(dǎo)出*.anf文件保存。
Ansys SIwave中的操作
打開Ansys SIwave軟件(是ANSYS Electromagnetics Suite軟件的一部分),單擊Import->Ansys EDA Layout->Anf,選擇剛剛保存的*.anf文件。
在彈出的對話框中勾選需要分析的net(盡量不要多選,否則很容易卡死),然后單擊Import Configuration
在彈出的“SIwave Workflow Wizard”對話框中選擇Verify Stackup,檢查層疊結(jié)構(gòu)和各層的材料、介電屬性是否正確,如果不正確,可以直接單擊表格中的對應(yīng)輸入框進(jìn)行修改。介電常數(shù)不能直接修改,需要通過修改材料的方式來進(jìn)行。
繼續(xù)選擇Verify Pad Stacks,軟件會針對你的各種焊盤、過孔進(jìn)行分類,針對每個選項進(jìn)行檢查,查看是否正確。其中Via Plating這一項特指過孔內(nèi)部的鍍銅厚度,一般為0.8-1mil。
其他選項我用的少,各位可以在評論區(qū)補(bǔ)充用法。
關(guān)閉“SIwave Workflow Wizard”,在屏幕左側(cè)的網(wǎng)絡(luò)列表中勾選需要提取參數(shù)的網(wǎng)絡(luò),然后單擊Export->3D Export->Export to Q3D,在提示下保存*.siw工程文件
在彈出的“Export Q3D Project”對話框中,將所有你需要提取分析的都勾選上。對于電阻和電感的提取,一定要把DC、AC的選項全部勾上。
點擊OK后會自動打開Ansys Electronic Desktop,并自動打開剛創(chuàng)建的Q3D工程。Q3D的教程可以參考本站的一系列視頻教程,推薦BV1aZ4y1W7j9。
Ansys Q3D中的操作
在Q3D的三維建模區(qū)域內(nèi),按住鼠標(biāo)中鍵拖動可以自由旋轉(zhuǎn)視角(在屏幕邊緣拖動鼠標(biāo)可以繞圈旋轉(zhuǎn)),按住shift鍵,再按下鼠標(biāo)左鍵可以平移。如果你想選擇的對象被其他對象蓋住了,可以按Ctrl+B快捷鍵進(jìn)行選擇。
在左側(cè)的Project Manager中可以看到創(chuàng)建的“Q3DModel1”,其中的Nets菜單中可以看到被導(dǎo)入的網(wǎng)絡(luò)。每個網(wǎng)絡(luò)都被分配了一些電源激勵,如果不需要可以直接刪除,后續(xù)再手動添加。注意,電源激勵必須分配到“面”上。
針對提取寄生電感,可以設(shè)置電流流入流出的面,然后執(zhí)行仿真。對于多個網(wǎng)絡(luò),也可以設(shè)置多個電流流入流出的位置,從而仿真互感參數(shù)。此外,還可以使用Reduce Matrix功能,將多個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串并聯(lián)組合。
設(shè)置好激勵后,在Project Manager中打開Analysis,修改仿真Setup的設(shè)置。在彈出的Solve Setup對話框中,設(shè)置Solution Frequency為一個很大的值(比如默認(rèn)的1GHz,無論你需要仿真的頻率值為多少,這里都設(shè)置為一個遠(yuǎn)高于你的仿真頻率的值。該頻率值的上限需滿足:上限頻率對應(yīng)的電磁波波長為待仿真模型的幾何尺寸的5~10倍以上)。在Adaptive Solution中,設(shè)置Minimum Converged?Passes為2,避免假收斂現(xiàn)象。模型精度、最大迭代次數(shù)等參數(shù)根據(jù)需求設(shè)置。
針對你所關(guān)注的頻率的寄生參數(shù)值,還需要設(shè)置Frequency Sweep。在Setup上右鍵,Add Frequency Sweep,將Sweep Type修改為Interpolating,然后設(shè)置你關(guān)注的頻率點。
仿真前,還需要點擊Simulation->Validate,確保無報錯后,點擊Analyze All開始仿真。
仿真過程中,可以打開“Result->Solution Data”查看仿真過程。仿真結(jié)束后也在此對話框中查看寄生參數(shù)值。
查看仿真結(jié)果時,不要看Last Adaptive或者Adaptive Pass中的結(jié)果,一定要看你之前設(shè)置的Frequency Sweep里的結(jié)果。
今天先寫這么多,有什么寫的不對的地方歡迎指出,相互學(xué)習(xí)~