Sigrity-PowerSI S参数仿真提取操作指南
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简介：
本指南深入浅出地介绍了使用Sigrity PowerSI进行S参数仿真和数据提取的方法与技巧，旨在帮助工程师掌握其高效分析电源完整性的能力。
基于Sigrity 2019中的PowerSI提取S参数的操作指导非常详细，适合初学者练习使用，有助于快速熟悉该仿真软件。通过多次实践操作，并分析不同布局设计下的S参数差异，可以加深对S参数的理解以及如何利用这些数据来评估电路板设计的优缺点。
### Sigrity-PowerSI 提取 S 参数仿真操作指南
#### S 参数概念理解
在使用 Sigrity 的 PowerSI 工具提取 S 参数之前，首先需要了解什么是 S 参数及其重要性。S 参数（Scattering Parameters）是描述微波网络性能的重要指标之一，包括反射和传输特性。
对于一个 n 端口的网络来说，S 参数是一个 n×n 的矩阵，每个元素表示当某个端口激励时，在其他端口观察到的信号情况。例如：
- S11 表示回波损耗（Reflection Loss），即第一个端口处反射与入射信号的比例。
- S21 代表插入损耗（Insertion Loss），即从一个端口传向另一个端口的传输效率。
良好的S参数意味着较低的信号损失和较高的传输效率。例如，为了减少反射并提高信号完整性，我们希望S11尽可能接近0（即 -∞ dB）而S21尽量接近于 1 （即 0 dB）。
#### 使用 Sigrity-PowerSI 提取 S 参数
**步骤一：启动 PowerSI 软件**
- 打开软件后找到并进入PowerSI模块。
- 点击 Model Extraction 功能开始操作，如下图所示（此处省略具体图片描述）
**步骤二：导入 PCB 文件**
- 直接打开由Allegro设计的PCB文件或将其转换为spd格式后再导入。
**步骤三：设置环境参数**
包括处理选项、CPU 设置、网络参数设定等。例如：
- 网络阻抗的选择。
- 特殊缝隙处理，确保所有元件被正确解析和仿真。
- 优化调整以加速仿真的过程效率。
**步骤四：定义叠层结构**
根据实际情况设置每层的厚度、介电常数（Er值）以及损耗参数等关键属性。
**步骤五：设定过孔特性**
包括但不限于孔径大小、铜壁厚度及材料选择等细节配置。
**步骤六：选定要仿真的网络**
通过Net Manager界面，挑选出需要提取S 参数的特定电路路径或信号线。
**步骤七：创建端口并设置仿真频率**
利用PowerSI自动设定端口功能；同时确保所选频点至少为预期最高工作速率的三倍以上。例如如果目标速率为1.2GHz，则建议将仿真的最大频率设至4GHz。
**步骤八：执行仿真过程**
点击Start Simulation按钮开始运行，根据电路复杂度和计算机性能的不同，该操作可能需要几分钟时间完成。
**步骤九：结果分析**
查看并解读生成的S 参数数据。比较不同布局设计下的参数差异来评估其优劣之处，并据此优化设计方案。
### 实践指南
- **调整参考层厚度**: 在保持其他条件不变的前提下改变参考层厚度，重新提取 S 参数进行对比。
- **移除部分铜面**：在不改动其它设定的情况下尝试去除走线的某些区域上的铜皮，再分析S参数的变化情况以评估其影响。
通过上述步骤练习可以帮助用户掌握如何使用 PowerSI 提取和分析电路板设计中的关键性能指标——即 S 参数。这有助于工程师更好地优化设计方案，并提升系统整体表现水平。
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