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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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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:
; q$ ^+ e. @6 G2 P
& T) r, k. D- {
. D( N& P9 i, q6 x* V) g' S/ i
& F) O9 `# s  j; [

* z! n+ t. L7 D: c* b) ?" K/ H* J, d' W$ X
$ v: r5 k4 U" n! e* _- ~/ I3 W0 W

' p+ E# o" @0 F; r# E& c

' e( o: N! x0 O' n; g+ S  a% s4 U- t
% Z5 m. ~* q* M/ V) v; S
PCB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
1 i; ^6 e' g, i2 s) p% R
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。

7 O- C' P; L  R6 w0 v; z
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

该用户从未签到

2#
 楼主| 发表于 2011-5-9 09:32 | 只看该作者
+ g2 T. Z. ]* f* W
! ]! ~" g# ~- l- O- `* t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, ]/ ^7 ^! Z8 [
1 n: g* Z0 R3 m; o9 p3 C" }

+ \6 D# N! h# S0 A3 f) N * q5 S# M2 U9 F

1 r3 T2 A% b5 j2 \3 \9 ]( S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。
3 }) T( Y4 S8 {9 @' U
9 s% d* D6 Y. \; q/ r$ A $ o7 j# J/ c2 |0 V
7 N4 F$ p. L. B
$ \1 B$ q* Q& }# H

该用户从未签到

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: / d& I2 ?1 K6 I% I5 R
              
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。
  V# D3 Z7 N9 G3 t0 v3 v5 ^1 O

谐振.JPG (8.01 KB, 下载次数: 31)

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$ P. a- e/ W7 E' W$ j( y

* I2 q  E% @" Y$ y4 O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。/ Y7 n) R1 F; l! s: y2 k
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。7 H5 R' F# x9 m! [; ~; P5 `

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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

该用户从未签到

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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