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常用电磁仿真软件的特点

2021/2/13 18:09:03 文章标签: 测试文章如有侵权请发送至邮箱809451989@qq.com投诉后文章立即删除

Siwave用来做电源完整性和提取S参数很方便; HFSS用来做3D仿真,提取复杂结构的S参数,是3D电磁仿真软件; ADS:系统级仿真工具,后处理数据做的比较好,看眼图方便,这几年的版本加入了3…

Siwave用来做电源完整性和提取S参数很方便;

HFSS用来做3D仿真,提取复杂结构的S参数,是3D电磁仿真软件;

ADS:系统级仿真工具,后处理数据做的比较好,看眼图方便,这几年的版本加入了3D电磁仿真,试过了,要切板,仿真速度较慢;

1、CST是基于FDTD(时域有限差分法)电磁 场求解算法的仿真器,适合仿真宽带频谱结果,因为只需要输入一个时域脉冲就可以覆盖宽频带。

2、HFSS(High Frequency Structure Simulator)是基于FEM(有限元法)电磁场求解算法的仿真器,适合仿真三维复杂结果,但是电长度较小。

3、ADS内含momentum (基于第三种经典算法-矩量法),是一种对第三维度进行简化的电磁场仿真器,非常适合仿真第三维度上均匀变化的结构,例如 电路多 层板,如PCB,陶瓷等电路板,常见无源电路,如滤波器等结构。仿真速度极快,同时保证和HFSS相同的精度。因此作为板级和IC级电路设计师,ADS momentum是最好的仿真工具,其效率远超HFSS和CST。但是如果要仿真天线,键合线等第三维度上非均匀延展的结构,就需要全波三维求解器。

简单归纳如下:

1、混合集成电路设计,PCB板级设计,无源板级器件设计,RFIC/MMIC设计:ADS+ momentu

2、天线设计。   首推 Agilent   AMDS ,CAD导入,建模很方便。。。CST备选

3、微波腔体,衰减器,微波转接头,波导滤波 器等设计:HFSS ,有限元法的最佳发挥场所!

电磁类设计仿真软件包括:

1、EDA设计软件,如pcb设计的ECAD

2、系统级电磁仿真软件(如整车电磁系统仿真、天线仿真等,emc,通用的SI,PI):HFSS

3、PCB专用电磁仿真软件(主要仿真层叠和走线的阻抗和信号完整性SI问题):SiWave,CST

4、低频电磁分析(如电磁炉、电机、民用或工业供电系统点问题):ansys maxwell是代表

在提取S参数方面两种软件各有优缺点,POWERSI直流仿真比较准确,但是高频精确度差一些,并且无法仿真参考平面不完整的情况,而SIWAVE处理直流方面不如POWERSI,但是其高频仿真精度要比POWERSI好,两者也都可以做平面的谐振分析、电源平面阻抗分析等。一般来说,做1GHZ频率的仿真两种软件都可以,但是更高速的特别是5G以上的再用这种2.5D工具就不合适了。

 

ADS是由是德科技推出,做测试的基本都用过这家公司的仪器。ADS相对其他软件,起步较晚,但这在某种程度上也是一种优势。可以规避别的软件一些设计问题(软件通常要考虑延续性,不会在操作习惯等上面大幅度改动),所以ADS使用体验相对是最人性化的。

ADS以前主要是射频应用较多,近年逐渐进入高速设计领域。其在参数提取这一块,精度与速度都中规中举。特色在于利用ADS做行为级的分析会非常轻松,呈现结果的视图页面也高度灵活。而针对高速Serdes进行均衡等操作,ADS几乎是唯一的选择。

相对其它软件挤牙膏式的更新,ADS的进步让人欣喜。总体来说值得推荐,但是其操作方式对新手不是很友好,适合搭配其它工具使用。如果运用的好,相信大家会爱上这个软件。

 

SIwave的制作公司是ANSYS,这是全球最大的专业仿真公司。比起前面的几个仿真软件,功能都相差无几,该有的都有。SIwave的特点在于精度,相比较前面几款软件,其精度相对更高,速度也可以接受。

软件的界面偏向于WIN10的风格,可以配置的参数项目也比上述软件更多一些。总体来说对频域部分的处理,SIWAVE是同类型软件最好的。但是操作起来也会相对麻烦一些,由于ANSYS不同于Cadence有Allegro,Mentor有PADS这些两个PCB软件。所以很多做LAYOUT的同学转向仿真的时候,学习SIWAVE的人相对更少,对应的资料也就更少。

 

提及EDA仿真,怎么都绕不开大名鼎鼎的HFSS。HFSS和SIwave一样都出自ANSYS。不需要过多介绍,这里复制一段百度百科的描述:“经过二十多年的发展,HFSS以其无以伦比的仿真精度和可靠性,快捷的仿真速度,方便易用的操作界面,稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准。”

是的无与伦比。

但HFSS同样存在很多的问题,比如操作界面复杂(偏向于CAD风格而不是EDA风格),参数设置相对繁琐,计算时间长,对设备的性能要求高等多种问题。ANSYS在HFSS的基础上推出了HFSS 3D LAYOUT,很多细节得以优化。总的来说是一款绝对值得学习的软件,但不建议直接上手,适合先学习其它仿真软件,再来学习此款。

 

如果大家追求精度,那么HFSS无疑是最佳的选择,但是很多情况下并不是需要这么高的精度,在频率不高(5GHZ以下)的时候,各个仿真软件都相差无几。此时可能更需要的是仿真的速度以及易用性。这方面Sigrity和SIwave都是不错的选择,相对而言Sigrity的学习资料更多一些。如果要对多个结果进行对比,或者分析结果,借助ADS可以大大提高效率。同时ADS也适合用于前仿真的验证。至于Hyperlynx适合刚开始了解仿真的同学,但如果只凭这个软件,其精度确实会差一些。建议学这个软件的同学后期可以多学一点另外的软件。


本文链接: http://www.dtmao.cc/news_show_700190.shtml

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