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[Ansys仿真] 求助SIWAVE 电源/地面的自身谐振仿真Resonant Modes是啥意思啊

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1#
发表于 2011-5-7 15:56 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
siwave里先.对单板的电源/地面的自身谐振仿真
选择菜单“Simulation\Computer Resonant Modes…”弹出以下窗口:( \* D5 k: W3 z$ G) i

6 @( J# G( P' M

1 W0 A) g6 p0 w* M8 k! c6 ?. U, E7 \1 B5 d# z

: L  x" t% \% a/ x4 K  ?, N* d- E+ N. S6 z7 i* P1 T4 y
4 O; C# k) o, `- B0 c% M
* i0 C5 Z& r& f' V
5 D6 D! `6 U8 X9 r: b

# ]- W. M4 u; j% \( u( v, g" `, t

( X4 l+ E8 z# r% M- MPCB上產生諧振的最低頻率设为200M,最大頻率設2GHZ,仿真的谐振点数設定5個,,算出5個諧振頻率的情
; ?+ |" w& y6 X
我不明白的是:什么是resonant modes?
仿真的谐振点数設定5個,在按OK后弹出的对话框里,那五行频率,是指5种模式吗
PCB电源地平面有那么多谐振模式吗?不懂。我以为电源地平面电容和电容一样,谐振频率不就一个吗。
( g% w* h" B! q1 J$ i) O" c
怎么会有5种模式。电源地平面可看作谐振腔,谐振腔是啥?这和电磁场理论有关吗。晕了。求高手指教谢谢谢谢

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2#
 楼主| 发表于 2011-5-9 09:32 | 只看该作者
+ g2 T. Z. ]* f* W
5 I! [6 k- O7 f如图,图中Re.Freq  Im.Freq    k     Wavelength  Q 分别代表什么?RE freq Im freq 难道是频率的实部和虚步9 T0 u9 w$ D# Y; Q

: j* Z7 i: I0 M- A
$ B& ?) Z" j2 B* c/ z+ X. R' w 6 p" R, y; z* g% S; o. O
8 g1 A) [& Q; p& |
还有在simulation/compute resonant modes里的 Of model to compute ,教程里有的填的5。有的填入8,或4。根据是什么,感觉看教程,也还是不懂啊。请各位高手能指教,谢谢了。& ^5 {% E' A; y, b2 Y/ o* n

) H+ d4 Y3 Z, \. i8 V* }8 w / B( {  n* G4 O3 I

; N( ~" T8 ^* D  d5 O
6 K% v, A- W6 d" T2 }+ b3 H. H6 d

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3#
 楼主| 发表于 2011-5-11 18:29 | 只看该作者
怎么没人啊?那只有自己顶。了看了好多书,总结如下,其实我对SIWAVEPI仿真还晕,作为新手学习真是不容易啊,还请高手指教
什么是谐振腔呢?
谐振腔是中空的金属腔(例如矩形六面体谐振腔等),电磁波在腔内以某些特定频率振荡管壁(边界)制约着管内的电磁波的形态;波导是中空的金属管,管内以全反射的方式传送电磁波。无论是谐振腔内产生的电磁波或是波导管内传输的电磁波,都受到了金属管壁的制约,金属管壁成为电磁场存在的边界,因而讨论导体界面的边界条件十分重要。波导和谐振腔问题就是有界空间的电磁波传播问题,它们属于电磁场的边值问题 在理想的无耗谐振腔内,任何电磁扰动一旦发生就永不停歇。当扰动频率恰使腔内的平均电能和平均磁能相等时便发生谐振,这个频率称为谐振频率。腔内的电磁场可根据谐振腔的边界条件求解麦克斯韦方程组而得出,它是一组具有一定正交性的电磁场模式的叠加。按波导两端被短路的观点,腔内的电磁场也可认为是波在腔壁上来回反射而形成的驻波场。当腔长等于某种模式的1/2波导波长整数倍时,该模式发生谐振,称为谐振模。谐振腔的主要参数是谐振频率f和品质因数Q。谐振频率决定于腔的形状、尺寸和工作模式。
高速电路的平面谐振腔的谐振频率有一个计算公式:
) o! S: Q2 f& u5 V' \  x
              
M n={0,1,2,3…}
回到PCB,它属于扁平结构,上下的金属平面在z方向构成电壁,能够约束电磁场在z方向传播,同时由于金属平面对于有效介电常数的影响,在金属平面边缘构成磁壁,能够约束电磁场在xy方向的传播。由于z方向叠层非常小,电磁场沿着z方向无变化,也就是在z方向不存在谐振。所以只需要考虑xy方向。在中低频时,电源地平面对被当作一个理想电容来看待,其ESRESL都很小。对于我们常用的电源地平面系统来说,电源地平面间的阻抗可以用下式计算(远低于其谐振频率情况下):
其中D为两平面间距,W为两平面的公共面积。
在频率很高的情况下,电源地平面对变成了一个谐振腔,当电磁场的频率和xy方向的金属平面尺寸满足一定关系时候,电磁场就发生谐振现象,这个时候对应的频率就是谐振频率,这个时候的场分布就是谐振模式。
在谐振频率点附近,平面对的阻抗变得很大,如果信号工作频率或者其高次谐波正好在这个谐振频率上,那么整个系统就是一个巨大的干扰辐射源。
此时,能量不是被传递,而是被介质储存或消耗掉了。
由公式看似乎有无穷多谐振模式,所以平面谐振腔的谐振频率也有无穷多。板子越小,越可能有高的谐振频率点。
resonant modes所谓模式mode,就是电磁场在空间的分布。广义上对于同一个结构,不同频率对应不同的模式,也就是在不同频率电磁场的分布是不一样的。8 d+ u1 P8 [% {% H, G0 F5 v) [

谐振.JPG (8.01 KB, 下载次数: 28)

谐振.JPG

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4#
发表于 2011-6-11 22:40 | 只看该作者
回复 shanghnxu 的帖子2 I: B5 J5 m$ s) v( C0 Z2 h! j
  S+ n$ \9 r2 @( b) }% O- K
任何电磁扰动一旦发生就永不停歇。当扰动频率恰使腔内的平均电能和平均磁能相等时便发生谐振,这个频率称为谐振频率。请问楼主这句话是嘛意思,谢谢。
2 w8 E3 d8 L* x( [我看到另外一种解释,是GND和VCC组成平面电容,但因电源层被分割,就形成电容并联的反谐振点,仿真就是找这些反谐振点。! C8 u, y3 o' f4 P+ a1 F! p

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5#
发表于 2011-8-3 09:46 | 只看该作者
有一点明白,但重要的是如何设置这个数值呢

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6#
发表于 2011-8-15 14:30 | 只看该作者
这个好像只要设置仿真点数,模式与频率有关的,他这个仿真应该是用2个正交的频率源去激励平面,然后得到不同的点,re和im应该是两个正交频率源的频率,谐振是2个波的波峰波谷的叠加产生最高点,如果有同频激励就会激起这个点的振荡加大波动幅度。是用场的理念去求解的好像。个人理解,求大神指点。
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