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在PCB布线中使用电磁求解器进行寄生提取 在PCB布线中使用电磁求解器进行寄生提取 1 min Blog PCB设计 Simulation Engineers Electrical Engineers PCB设计 PCB设计 Simulation Engineers Simulation Engineers Electrical Engineers Electrical Engineers 寄生提取：集成电路设计社区必须每天都要处理这个任务，特别是当门特征尺寸缩小到约350纳米以下且芯片以高切换速度运行时。PCB社区也必须处理这个概念，以便更好地设计电源传递网络、具有精确阻抗的互连以及正确量化串扰和耦合机制。有许多第三方应用程序可以用来从您的布局中提取特定几何形状的寄生元件，但这些工具的结果对于大多数设计软件来说是不切实际的。 为什么要担心PCB中的寄生元件，以及我们如何在设计过程中处理这些问题？有意和无意的寄生元件完全负责PCB中的信号和电源行为。当您计算阻抗时，您实际上是在计算两个重要的寄生元件，并且您正在使用这些作为布线引擎的一部分。您还可以使用这些值来进行诸如串扰预测、涉及瞬态和振铃的电源模拟，甚至是将ESD脉冲耦合到暴露的走线中。 为您的走线进行寄生提取 您创建的PCB堆叠将部分决定影响您的导体的寄生参数。实际上，您不需要复杂的场求解器就能确定PCB布局中特定走线周围出现的寄生参数。您在PCB布局中放置的走线将具有一些自然的寄生电容和电感，这决定了它们的阻抗。然而，如果您将一些铜靠近一条走线，将会有一些额外的互相电容和电感，这将修改走线的阻抗。实际上，使用阻抗计算工具以及文献中的一些分析公式或场求解器工具（如Ansys、COMSOL等）就可以确定这些寄生值。 对于PCB上的单条走线（无论其宽度如何），您可以通过两种方法获得寄生电容和电感： 直接计算，需要场求解器或一些在期刊文章中找到的复杂分析公式 通过比较计算，这涉及将无寄生阻抗计算与耦合走线阻抗计算进行比较 第一点，直接计算，非常强大，需要一些昂贵的软件。您也可以在文献中找到特定结构的公式，但这些通常是涉及潜在数十个参数的非常复杂的公式。不同结构的互耦合公式也很少有普遍性。 第二点，通过比较确定，实际上相对简单，如果你有公式可用，它仅仅是比较不同计算器得出的阻抗值的问题。这基本上是我在之前关于铜箔与50欧姆阻抗微带线/带状线之间的间隙的文章中所做的；通过 比较特定宽度的阻抗值，可以确定寄生效应何时对阻抗产生明显影响。 在接下来的部分，我将采取类似的方法，但我将使用Altium Designer中的场求解器来生成结果。使用单端迹线阻抗计算的结果，然后将这些与其他迹线阻抗计算结果进行比较，你可以通过一些简单的公式快速提取寄生参数的值。 方法 这里的方法很简单，依赖于比较孤立迹线的阻抗计算与带有寄生元件的迹线的阻抗计算。通过这种方式，你可以计算出寄生元件的值，这些寄生元件仅仅是互相电容和互感。注意，在这个例子中，我们使用的是无损耗阻抗，因为这是Altium Designer返回的值。然而，它确实可以为你提供直到GHz频率的寄生参数非常准确的估计。 请注意，任何计算器应用程序（例如我在其他一些博客中创建的计算器）或在Altium Designer中的层堆栈管理器只会返回 L或 L p。由于分子是传播常数，我们现在有2个方程和2个未知数，因此可以解决该系统以获得寄生参数。这个模型是从电报方程推导出来的，假设一个平面或接近线路的轨迹，其中附近的导体保持静止。 阅读文章
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