连接器信号完整性仿真教程 九
前面几篇博文介绍了用CST Studio Suite做连接器信号完整性仿真的基本操作步骤、方法、技巧。本文介绍用Ansys HFSS做连接器信号完整性仿真的基本操作布置。将以 B to B Connector为实例，Step By Step详细讲解Ansys HFSS连接器信号完整性仿真操作步骤。
- 打开ANSYS Electronics Desktop
双击桌面 ANSYS Electronics Desktop图标，打开ANSYS Electronics Desktop
2. 打开HFSS
点击“Insert HFSS design”图标，即可进入HFSS界面
打开的HFSS界面如下：
3. 设置单位
点击菜单“Modeler”，再点击下拉菜单中的“Unit”。
将单位设置为mm。
4. 设置“Solution Type”
点击菜单“HFSS”，在下拉菜单中，点击“Solution Type”
5. 保存Project。
6. 导入仿真模型
点击“Modeler”菜单，再在下拉菜单中点击“Import”导入欲仿真的3D模型。
导入的3D模型如下，已经画出了用与仿真的夹具（PCB），但没有画出锡脚上的焊锡，这对仿真结果影响不是很大。
7. 检查输入模型，查看是否存在问题
点击“HFSS”菜单，再点击其下拉菜单中的“Validation Check”。
检查的结果如下：
关闭弹出对话框，点击右下角的“show 662 Messages”
可以看到端子与Housing，端子与端子间都存在干涉：
8．处理模型中的干涉问题
在左边的导航树中选中母座的Housing和所有的母座端子，然后点击“Subtract”图标。
在弹出对话框中设置如下，然后点击OK。
用同样的方法，将公座的Housing执行“Subtract”操作。
分别选中“Mate”的公母端子，用母端子去减公端子。注意在导入模型前需检查公母端子的干涉量，并将其调整到0.02以内，当端子的干涉量较大时，不能以原始设计状态导入，否则处理起来会很麻烦。
为便于选中端子可以把Housing隐藏起来。
9. 设置元件材料
将母端子设置为C18400(如果事先没有添加这个材料，材料库中是没有这款材料的，材料可以自行添加)。
将公母的补强片（M.E.）设置为C2680
将公端子设置为C7025
将PCB基板材质设置为FR-4
将PAD、覆铜及线路材质设置为pec
10. 设置背景材料
点击菜单“HFSS”，再点击下拉菜单中的“Boundaries”，再点击下级菜单中的“Edit Global Material Environment…”
在弹出对话框中将材料设置为air。
11. 绘制空气盒子
点击图标“Create Region”
在弹出对话框中设置如下后，点击OK。
绘制的Region缺省材料是vacuum，需将其修改为空气。
修改Region尺寸，将Y向的offset修改为0，因为波端口需设置在边界上。修改完成后将Region隐藏，以便后续操作。
12. 设置激励端口
本实例将设置波端口激励，波端口的仿真精度相对较高，但是波端口的大小直接影响仿真的精度，如果设置不当，反而导致仿真结果不准。另外在设置端口前必须先设置好“Solution Type”，否则将出现意想不到的结果。下面是官方推荐的端口尺寸：
仿真夹具基板厚度h=0.20，线路宽度w=0.24，Pitch=0.5，以一对差分线夹一GND， g=0.26.如果只做一个差分对仿真，端口尺寸可以按上面推荐尺寸设置。如果要仿真相邻差分对的串扰，就不能完全按上面推荐尺寸设置，需做些变通处理。如下，在GND上画一个与之相连的pec隔板。这样这样端口的左右边界延伸到隔板上即可，端口的宽度就不必按照推荐尺寸。
这次仿真，需要设置5对差分端口，即10个波导端口。在设置波导端口前，需画好设置波导端口的平面，如下：
选中欲设置端口的平面，按鼠标右键，点击弹出菜单中的“Assign Excitation”，载点击下级菜单中的“Wave Port”。
弹出如下对话框，在对话框中完成设置后点OK，关闭对话框。
用同样的方法完成端口3的设置
用同样的方法完成端口5的设置
用同样的方法完成端口2的设置
用同样的方法完成端口4的设置
用同样的方法完成端口6的设置
用同样的方法完成端口7的设置
用同样的方法完成端口9的设置
用同样的方法完成端口8的设置
用同样的方法完成端口10的设置
这样10个端口就设置完成了，其中端口1、2， 3、4，5、6，7、8，9、10分别为同一差分对上的两个端口。
点击左边导航目录树中端口1前面的“+”，将其展开，如下：
为方便以后设置差分对，现将“PAD_S1_51_T1”重命名为“1+”， “PAD_S1_T1” 重命名为“1-”将鼠标指针移动到PAD_S1_51_T1上按鼠标右键，点击弹出菜单中“Rename”。
输入1+后，按enter键，即可完成重命名。
同样方法，将PAD_S1_T1重命名为“1-”。命名后，如下：
同样的方法重命名其余端口下的Terminal，注意需做到同一差分对上的Terminal，+、+， -、-相连。
13. 设置差分对
将鼠标指针移动到左边目录树“Excitation”上，按鼠标右键，再点击弹出菜单中“Differential Pairs…”.
在弹出对话框中，点击“New Pair”，添加差分对。
完成10个差分对设置后的结果，如下：
14. 设置差分激励信号
将鼠标指针移动到“Excitation”上，按鼠标右键，点击弹出菜单中的“Edit Source…”，弹出如下对话框：
将对话框拉大可以看到更多的Terminal。如下：
总共20个，刚好是所有差分对的全部Terminal。将所有的电压幅值都设为1，将对应端口“-”的“Source”的相位设置为180度。
15. 设置去嵌入距离
在端口设置时已经对端口进行了归一化设置。需依据你的设计目标而定，如果你的连接器设计阻抗为85欧，那么你就需要设置85欧。这里在做去嵌设置，以去掉线路的影响，将端口延伸到端子端面上去。
将鼠标指针移动到左边导航树的端口1上，按鼠标右键，点击弹出菜单中的“Properties…”。
弹出如下对话框，再对话框中勾选“Deembed”，在“Distance”栏中输入：2.31（这是微带线端面到端子端面的距离）。然后，点击确定关闭对话框。
设置好去嵌入距离后，端口可以看到一个向内的箭头。如下：
16. 仿真分析设置
点击菜单“HFSS”，再点击下拉菜单的“Analysis Setup”，点击下级菜单中的“Add Solution Setup”，再点击再下级菜单中的“Advance…”
在弹出对话框中输入频率后，将“Maximum Number of Passes”改为10，然后点OK关闭对话框。
在弹出对话框中完成如下设置。
在弹出对话框中完成扫描频率，及点设置后，点击确定，会弹出如下对话框：
点击确定关闭该对话框，再点击确定，关闭“Edit Frequency Sweep ”对话框。
点击菜单“HFSS”,再点击“Design Settings...”
在弹出对话框中，点击“Lossy Dielectrics” 勾选“Automatically use causal material ”。然后点击“确定”，关闭对话框。
17. 模型及设置验证
点击菜单“HFSS”，再点击下拉菜单中的“Validation Check”
完成验证后的结果如下：
可以看出没有错误，可以开始仿真分析了。
18. 仿真分析
点击菜单“HFSS”，再点击下拉菜单中的“Analyze All”。
可以看到已开始仿真分析：
19. 查看仿真结果
将鼠标指针移动到到左边导航树上按右键，点击弹出菜单中的“Create Terminal Solution Data Report”，再在下级弹出菜单中，点击“Rectangular Plot”。
在对话框中做如下选择：
点击“New Report”，，然后点“close”，关闭对话框。可以看到，st(Diff1,Diff1)的曲线如下：
这就是回波损耗，同样的方法可以查看插入损耗，如下：
