? ? ? ? 注：以下仿真流程只是粗略的過(guò)程，如果有不明白的地方，可以評(píng)論留言，我會(huì)經(jīng)常瀏覽回復(fù)的，如有錯(cuò)誤處，歡迎指出

??高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，信號(hào)完整性是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。為了使信號(hào)保持良好的傳輸特性，PCB板上的互聯(lián)線(xiàn)一般都采用均勻傳輸線(xiàn)，使互聯(lián)線(xiàn)保持特性阻抗一致性，減少信號(hào)反射。然而PCB板上的互聯(lián)線(xiàn)很多時(shí)候避免不了換層的問(wèn)題，這時(shí)候就必須使用過(guò)孔。過(guò)孔會(huì)導(dǎo)致阻抗不連續(xù)，進(jìn)而造成反射，出現(xiàn)信號(hào)完整性問(wèn)題。

? ? ? ? 當(dāng)信號(hào)傳輸速率越高，信號(hào)前沿越短的時(shí)候，過(guò)孔引入的信號(hào)完整性問(wèn)題越嚴(yán)重，需要對(duì)過(guò)孔進(jìn)行優(yōu)化，然而傳統(tǒng)的2D仿真軟件無(wú)法對(duì)高速過(guò)孔進(jìn)行仿真，因此必須使用3D電磁仿真軟件進(jìn)行仿真，例如：HFSS。HFSS是一款3D電磁仿真軟件，使用有限元分析法，利用麥克斯韋方程求解電磁問(wèn)題，同樣可以仿真信號(hào)完整性問(wèn)題。

高速信號(hào)一般都采用差分線(xiàn)傳輸，因此這里以差分GSSG過(guò)孔（12層板）為例進(jìn)行仿真。

HFSS仿真主要包括以下步驟：

a)????????工程項(xiàng)目建立和仿真前軟件設(shè)置

b) ? ? ? 3D模型的建立

c)????????邊界條件和端口激勵(lì)設(shè)置

d） ? ? 仿真條件設(shè)置

e)????????仿真結(jié)果后數(shù)據(jù)處理

一、工程項(xiàng)目建立和仿真前軟件設(shè)置

a)????????新建一個(gè)工程項(xiàng)目，然后插入設(shè)計(jì)

b)????????模型單位設(shè)置（Modeler-units-mil）

c)????????首先設(shè)置求解類(lèi)型（HFSS-Solution Type），有三種求解類(lèi)型：Modal，Terminal，Transient；Modal使用端口的入射和反射能量計(jì)算S參數(shù)，Terminal使用端口的電壓電流計(jì)算S參數(shù)，Transient計(jì)算結(jié)構(gòu)諧振頻率；這里使用Terminal方式

d)????????設(shè)置材料覆蓋（HFSS-Design Settings-Enable material overide），當(dāng)兩種不同材料的結(jié)構(gòu)相互重疊的時(shí)候，金屬結(jié)構(gòu)覆蓋其他材料

二、3D模型的建立

a)????????PCB板建立，使用Draw-BOX畫(huà)出PCB板，材料設(shè)置為FR4，命名PCB

b)????????地層建立，使用Draw-BOX畫(huà)出地層，材料設(shè)置為copper，使用boolean-unite運(yùn)算將多個(gè)接地層組合成一個(gè)整體，命名GND

c)????????構(gòu)建過(guò)孔（Draw-cylinder），過(guò)孔構(gòu)建比較復(fù)雜，分多步，先構(gòu)建過(guò)孔的鉆孔，再構(gòu)建過(guò)孔的焊盤(pán)，然后進(jìn)行unite運(yùn)算，過(guò)孔基本結(jié)構(gòu)就建立好了

d)????????將地層GND和兩邊的兩個(gè)接地過(guò)孔u(yù)nite一起，構(gòu)成一個(gè)整體地

e)????????傳輸線(xiàn)建立，使用Draw-line畫(huà)出傳輸線(xiàn)，與過(guò)孔u(yù)nite一起，將兩個(gè)信號(hào)過(guò)孔u(yù)nite一起

f)?????????空氣盒建立，draw-box，材料air，命名air_box

g)????????反焊盤(pán)設(shè)置，可以畫(huà)出兩個(gè)以過(guò)孔中心為中心的圓柱以及一個(gè)以原點(diǎn)為中心的長(zhǎng)方體，在GND中減去這三部分

h）以上做的過(guò)孔是一個(gè)實(shí)心過(guò)孔，為了更加和實(shí)際過(guò)孔匹配，可以對(duì)過(guò)孔進(jìn)行中間挖空處理，畫(huà)出幾個(gè)圓柱，然后運(yùn)用減法運(yùn)算，從VIA減去中間部分，然后在畫(huà)出同樣的圓柱，材料設(shè)置成air，與air_box?unite加在一起

三、邊界條件和端口激勵(lì)設(shè)置

a)????????選中air_box，設(shè)置為radiation邊界

b)????????端口激勵(lì)設(shè)置，選擇WAVE PORT端口激勵(lì)，LUMPED PORT是集中餐口，無(wú)法仿真差分信號(hào)，WAVE PORT是波端口，在該面輸入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，可以仿真差分信號(hào)。WAVE PORT設(shè)置之前需要畫(huà)出端口大小，使用Draw-rectangle，微帶線(xiàn)的波端口寬度大約是差分線(xiàn)總寬度的6倍，高度是差分線(xiàn)寬度的5到8倍，波端口下邊沿和參考面對(duì)齊；帶狀線(xiàn)上下邊沿與兩個(gè)參考面對(duì)齊，寬度是差分線(xiàn)寬度的6倍。將兩個(gè)平面分別設(shè)置為WAVE PORT，懸著參考平面GND

c)????????設(shè)置差分線(xiàn)，選中項(xiàng)目管理里面的Exciations，選中具體的激勵(lì)，點(diǎn)擊differentialpairs，add差分線(xiàn)

三、仿真條件設(shè)置

a)????????Analysis-add solution type 設(shè)置求解特性

b) ? ? ? ?點(diǎn)擊Analysis-setup1-add frequencysweep 設(shè)置參數(shù)。

c)????????點(diǎn)擊HFSS-validation check 查看設(shè)置是否正確

四、仿真結(jié)果后數(shù)據(jù)處理

點(diǎn)擊analysis-analyze all 開(kāi)始仿真，具體想要觀察的參數(shù)可以直接網(wǎng)上的設(shè)置，以下兩個(gè)參數(shù)為仿真出來(lái)的差分線(xiàn)的回?fù)p和插損，具體的參數(shù)分析接下來(lái)的博文會(huì)繼續(xù)討論