前言
在做射频链路电路仿真时,除了需要搭建原理图的器件模型电路,设计者还需要考虑到实际版图结构中传输线、过孔所带来的阻抗不连续性和串扰,以及介质材料的损耗特性带来的影响。因此,在前期建模过程中需要加入版图的结构,来模拟实际版图结构和材料的真实特性。
芯和半导体xds平台不仅能够支持射频电路的电磁场仿真,也允许用户在该平台下完成基本版图结构的手动绘制,利用其2d版图编辑功能,方便用户进行前期版图设计和优化的预研工作。
射频pcb版图绘制流程
1. 创建layout绘制区域
xds集成了原理图和版图两大功能模块。首先,进入到xds主界面,点击new layout,创建一个空白的layout模型,用户除了可以通过导入常见设计文件(.brd/ .sip/ .mcm/ odb++/ .gds)的方式创建版图模型外,还可以在此区域中手动绘制pcb版图。
图1. 创建layout
2. 创建叠层文件
点击layout模型工程树下的stackup,进入到叠层编辑的页面,如图2所示。在此页面layers栏中设置每层的名字和厚度以及所赋予的材料,materials栏中编辑所用到的材料参数。在本案例中,创建了两层的叠层,top层作为信号走线层,bottom为参考平面层,中间通过via层互连。
图2. 叠层文件设置
3. 绘制版图图形
进入到2d view视图中,在edit菜单栏下,有多种常用的图形可供用户选择,包含rectangle、circle、polygon、sector、polygon等,用户可根据设计需要选择不同的形状,也可以进行不同图形之间的布尔运算,例如合并、相减等常见操作,如图3所示。
图3. 选择绘制的图形
若要在某一层绘制图形,只需要在layer窗口中选择所要绘制的层,使当前层在选中状态,就可以在本层中绘制所需的图形了。例如图4中,可以对矩形和多边形进行布尔运算;同理,分别完成top层、via层、bottom层相应版图的绘制。
图4. 不同图形的布尔运算
4.net定义
完成版图的绘制后,进入到3d view试图,可分层检查所绘制的图形是否正确,并在nets窗口右键点击auto identify nets,可对整个版图的网络进行重构,如图5所示。
图5. 重构网络
5. 仿真设置
在版图相应的位置添加仿真端口,添加好的port会出现在工程树中的ports列表中,本案例将生成好的版图symbol拖拽到原理图界面,添加好器件模型,如图6所示。
图6. 原理图
6.运行仿真,结果展示
添加frequency domain analysis仿真项,设置好仿真的扫频频率,右键点击analyze,就可以进行仿真。待message窗口出现analysis successfully提示,表示仿真已完成,xds内置强大的s参数后处理模块,可以在results下查看仿真结果。
图7. 仿真结果
总结
本文介绍了采用芯和半导体xds软件中的2d 编辑功能实现手动绘制layout的流程,此功能中包含了常用的矩形、圆形、扇形、多边形等基本图形,并支持多图形之间的布尔运算,可满足用户日常对pcb版图中走线、过孔、焊盘、地平面等结构的绘制,灵活实现版图的自由编辑。
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