仿真工具对于理解设计中的电磁行为极为有用。仿真可以加速您的分析任务,并且它们让您有机会在设计的功能被破坏之前发现简单的错误。只要您创建的仿真能够准确反映电路板中的实际情况,您就可以放心,复制实验时的结果将会相当准确。
不幸的是,情况并非总是如此。仿真允许您模拟几乎任何事物,而这些应用程序无法读懂您的想法。这意味着您实际运行的仿真可能无法完全反映PCB中的实际环境。如果您在仿真中输入了不准确的设置,输出结果很可能也会不准确。
当仿真结果不准确时,您的测试结果也会看起来与您的仿真和分析不匹配。
那么,在您的情况下,哪种情况最有可能发生呢?大多数工程师都非常熟悉如何进行测量,但要获得正确的仿真需要专门的知识,有时甚至需要专门的计算学位。但是,通过简单的策略,您可以避免在模拟器中出现GIGO问题,并为您的设计获得最准确的结果。
业界一直将这种仿真与现实之间的不匹配称为垃圾进垃圾出,或GIGO。当这种情况发生时,您的测试结果与仿真结果之间会有不匹配。GIGO可以出现在电路仿真、3D电磁仿真、热仿真、机械仿真或您能想象的任何其他类型的仿真中。这是依赖仿真应用程序时出现的最大问题之一,但它可能是使用它们时讨论最少的方面。
想想在电路仿真中发生了什么。大多数设计师应该熟悉SPICE及其用于模拟电路行为的用途。这些仿真依赖于准确的电路模型(包括电容器、晶体管和电感器)来正确描述电路行为。如果您没有为您的组件选择正确的电路模型,那么当仿真结果无法预测与测量相匹配的行为时,您不应感到惊讶。
电磁模拟器是更强大的工具,但它们也更难以使用以防止GIGO(垃圾进,垃圾出)。物理PCB布局的模拟可能与电路行为大相径庭。这是因为电路模拟无法考虑到真实PCB中看到的3D波传播,而这在很大程度上取决于您想要模拟的系统的几何形状。如果模拟边界设置错误,您将得到与测量结果不符的结果。
了解模拟设置 - 模拟应用程序有许多重要的设置,这些设置会影响准确性和模拟时间。这些包括网格设置、模拟区域限制、曲线或边缘的处理方式以及时间/空间步骤等。如果这些没有正确设置,那么当模拟产生不现实的结果或与测量结果不符的结果时,您就不应该感到惊讶。
了解边界条件 - 边界条件是电磁模拟中的一个重要设置,模型中的边界条件将对结果产生重大影响。学习并理解边界条件的含义以及它们如何影响模拟结果,不要仅仅假设您的模拟器中的默认选择适用于每种情况。
根据参考资料确认模拟设置 - 在设置模拟及其设置和边界条件时,根据参考情况确认这些设置是个好主意。使用设置和模型来模拟一个您已经知道结果应该是什么样的情况。不要直接跳入一个您还不知道答案的独特情况。
模拟测量 - 记住,您最终将根据测量来确认模拟,所以这就是您应该模拟的实际情况。例如,如果您计划在TDR测量中评估传输线,则您的模拟刺激应该看起来像您的TDR刺激。如果您的刺激不匹配,那么当您的模拟和测量有显著差异时,不要感到惊讶。
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Alexsander担任Altium的技术营销工程师,为团队带来了他沉淀多年的工程专长。他把对电子设计的一腔热情与实践经验相结合,为Altium的营销团队提供了独特的视角。Alexsander毕业于世界排名前20的大学——加州大学圣地亚哥分校,并获得了电气工程学士学位。
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