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让阻抗学习和计算变得简单,SiPiEMC学习工具已发布

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发表于 2024-6-13 20:15:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
学习 SI(信号完整性)、PI(电源完整性)、emc(电磁兼容性)相关的内容,就必须要接触很多数学公式和抽象化的概念,比如要掌握电路分析、传输线参数计算、电磁场与电磁波理论、S参数等内容,特别是EMC相关的学习,需要有较强的电磁场和电磁波的理论背景,需要较强的空间想象能力和逻辑思维能力。同时,电磁场与电磁波空间分布复杂,其具有不可见和不可感知的特点,教科书通常会采用大量繁冗复杂的数学推导来进行讲解,对于pcb设计相关的工程师来说,这往往让人觉得SI、PI、EMC相关的内容抽象难懂、难以直观地理解问题的本质。
如果使用三维电磁场仿真软件则能直观呈现空间场的分布和波的传播,使抽象的问题形象化、直观化,能促进对理论知识的学习,激发学习兴趣,目前市面上主流的三维电磁场仿真软件也都具备了完善的电路仿真分析的功能,可以很方便地在同一套软件内实现场路协同的系统级仿真,解决工程上的SI、PI、EMC问题。
一板成功专栏的读者群体是PCB设计领域相关的工程师,我们更愿意直接使用仿真软件来求解SI、PI、EMC的相关问题,而不是沉迷于研究理论公式。但软件仿真的背后机制还是基于理论数值化后在计算机系统中进行建模与运算并获取结果的过程,所以要用好仿真软件,仍需要具备相关的理论基础,不能将其单纯的视为只需把问题扔给仿真软件就能自动获取到正确结果的过程。
所以一板成功专栏专门开发了配套的「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」,关于SI、PI、EMC相关的理论知识,专栏会以图文结合的方式进行讲解,然后通过「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」去对接HFSS、CST以及ADS等电磁仿真软件,通过调用这些仿真软件的二次开发接口,实现仿真的自动化,针对特定的SI、PI、EMC的知识点,以易于使用的参数化的界面,通过「试试看」的方式,直接在「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」的参数化的界面上调整相关的仿真参数,然后由「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」去调用相关的电磁场仿真软件的API,自动完成电路搭建以及结构建模并自动设置仿真条件,仿真完成后自动生成直观的场视图动画或者数据结果报表,通过「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」自动仿真得到正确的结果之后,我们再到电磁仿真软件里查看具体的设置项目和参数,可极大降低电磁场仿真软件的学习门槛。
同时,「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」还会内置Simbeor的场求解器和HSPICE 电路仿真工具,即可以直接在「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」里完成SI、PI相关的分析得到直观的结果。


「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」的传输线参数分析功能介绍



目前发布的「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」初始版本已经集成了Simbeor的场求解器,可以实现PCB上传输线的分析功能。

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精确的PCB传输线阻抗计算



「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」与  Si9000 v22.03 的结果对比
单端微带线覆盖阻焊,阻抗控制50Ω,「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」的结算结果为49.4386Ω,SI9000的计算结果为49.42Ω

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边缘耦合差分微带线覆盖阻焊,阻抗控制100Ω,「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」的结算结果为99.4714Ω,SI9000的计算结果为99.52Ω

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单端带状线,阻抗控制50Ω ,「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」的结算结果为49.8675Ω,SI9000的计算结果为49.82Ω

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差分带状线,阻抗控制90Ω ,「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」的结算结果为90.2545Ω,SI9000的计算结果为90.16Ω

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通过数据报表的方式直观查看并对比叠层参数变化与阻抗变化的关系,也可以将数据导出到Excel中做进一步的分析对比。


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通过频域分析结合图表直观了解频率与传输线参数变化的关系


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导出Spice RLGC模型文件方便进行电路仿真



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将传输线结构参数导出到Simbeor中进一步分析



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针对PCB层叠结构优化的参数界面



直接通过下拉菜单选择板材参数,并且参数的默认值可以根据不同的板厂工艺进行预设保存

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「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」功能还会越来越强大


包括与HFSS、CST、ADS、HSPICE的对接正在加紧开发中,在下次的主要版本更新中将交付使用,敬请期待。

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如何获取
「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」



此工具是一板成功专栏的配套教学软件,只要是订阅了一板成功专栏的用户登录之后即可免费下载使用,下载链接在文末给出。
程序需要license激活,如果之前已经申请过license的同学无需重复申请,只需将之前老wu发送的license文件复制到「一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具」安装后的「license」目录下即可。

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如果是首次申请,可以通过运行「授权激活.exe」生成授权申请文件,将该文件发送到老wu的邮箱申请即可。

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如何订阅「PCB设计一板即成功专栏」


请访问吴川斌的博客页面:

https://www.mr-wu.cn/courses/right-the-first-time-for-high-speed-pcb-design/
在线支付即可完成订阅,专栏的文章可在线浏览,并配套有专属开放的工具免费使用,一次付费长期有效
目前专栏已发布的配套辅助工具有:AligouSkill、阿狸狗设计状态浏览器、阿狸狗DFM规则设计工具、一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具。计划中的PCB封装自动创建及封装合规性检查工具、基于仿真的PCB设计规则自动创建工具、 SI/PI/EMC合规性验证工具目前也在抓紧开发中。
如果您对保障一板成功率工具链计划感兴趣,希望支持老wu加快开发进度,欢迎点击「阅读原文」到吴川斌的博客网站进行订阅资助一下!

最后,如果软件使用上有任何疑问,或者有新的需求,欢迎大家在一板成功配套工具交流群探讨或者微信私信老wu哈。


特别福利



PCB设计一板即成功专栏侧重于PCB设计前仿真分析、PCB SI、PI、EMC规则设计、PCB板材参数选择和叠层设计以及PCB布局布线后相关的仿真自动化验证的内容,并没有PCB设计软件操作的讲解,也有不少初学者有咨询老wu有没有关于pcb软件操作的教程内容。
现在很荣幸能得到凡亿教育的鼎力支持,获得了凡亿教育广受好评的《Cadence 23.1-allegro X软件操作速成160讲PCB设计入门视频课程》Altium designer24软件入门150讲基础操作实战教学视频课程》以及《Mentor pads VX2.14电子设计PCB速成120讲视频教学课程》这三门课程的授权,目前在推广期间,订阅「PCB设计一板即成功专栏」即可获赠以上三门课程任选其一的免费学习机会,有需要的话订阅成功后联系老wu微信获取该课程的授权。
当然,以上三门课程也是有单独销售的,也可以到老wu的站内商店或者老wu的淘宝店铺进行购买。
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关于Simbeor软件的下载


专栏接下来会更新PCB板材和传输线相关的内容,会更多地结合使用Simbeor仿真软件进行讲解,目前Simbeor仿真软件的个人学习版已经更新到了专栏中,有需要的同学可登录专栏免费获取安装包。
一板成功专栏 SiPiEMC 学习工具的安装包下载链接:
https://www.mr-wu.cn/courses/right-the-first-time-for-high-speed-pcb-design/lesson/aligousipiemc-tools-download/

Simbeor个人学习版的安装包下载链接:
https://www.mr-wu.cn/courses/right-the-first-time-for-high-speed-pcb-design/lesson/simbeor-introduction-and-download/


如何订阅「PCB设计一板即成功专栏」


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最后,再次感谢大家的支持和鼓励。
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