ANSYS Q3D Extractor

制造商：ANSYS, Inc.
　　ANSYS Q3D Extractor–三维结构寄生参数抽取工具

　　ANSYS Q3D Extractor 能够根据电子部件的结构，进行电磁场计算，抽取寄生参数（电阻R，电感L， 电容C， 导纳G），并生成Spice/IBIS 等效电路模型。随着电子设备工作速度和集成化程度的不断提高，系统中的反射、传输延迟、串扰和同步开关噪声（SSN）等效应越来越显著，必须对系统中封装、连接器、过孔、线缆等复杂结构的电磁寄生效应进行精确的仿真，才能确保系统的工作性能。ANSYS Q3D Extractor 采用边界元法，能够基于结构形状和材料特性，快速求解电磁寄生参数。

　　应用领域：集成电路封装、连接器、插座、应刷电路板等。

　　一、产品概述：

　　Ansys Q3D Extractor 是一款适用于现代电子设计的寄生参数提取工具。Q3D Extractor 计算电子产品的频率相关电阻、电感、电容和电导 (RLCG) 的寄生参数。它是设计用于高速电子设备的高级电子封装和连接器的理想选择。它还用于配电、电力电子和电力驱动系统中使用的大功率母线和功率转换器组件。

　　实体建模

　　各种提取类型

　　电源/信号完整性分析

　　自动、自适应网格细化

　　二、产品能力：

　　了解频率相关的电阻、电感、电容和电导的寄生参数

　　Ansys Q3D Extractor 非常适合设计用于高速电子设备的高级电子封装和连接器，或用于配电、电力电子和电力驱动系统的大功率母线和功率转换器组件。

　　Ansys Q3D Extractor 高效执行从互连结构中提取 RLCG 参数所需的 3D 和 2D 准静态电磁场仿真，以自动生成等效的 SPICE 模型。这些高精度模型可用于执行信号完整性分析以研究电磁现象，从而了解互连、IC 封装、连接器、PCB、母线和电缆的性能。

　　三、主要特点：

　　ANSYS Q3D Extractor 仿真和分析技术使您能够预测您的产品将在现实世界中蓬勃发展。

　　1、快速、准确的 3D 寄生参数提取

　　Ansys Q3D Extractor 包括多种解决方案类型，用于电子封装、触摸屏和电力电子转换器的寄生提取。

　　3D 准静态场求解器

　　Ansys Q3D Extractor 包含基于矩量法 (MoM) 的高级准静态 3D 电磁场求解器，并通过快速多极法 (FMM) 进行加速。结果包括邻近效应和趋肤效应、介电和欧姆损耗以及频率相关性。Q3D Extractor 轻松快速地提供电阻 (R)、部分电感 (L)、电容 (C) 和电导 (G) 的 3D 提取。

　　2D Extractor：电缆和传输线场求解器

　　Ansys Q3D Extractor 包括一个强大的准静态 2D 电磁场求解器，它使用有限元法 (FEM) 确定电缆模型、传输线、特征阻抗 (Z0) 矩阵、传播速度、延迟的每单位长度 RLCG 参数、衰减、有效介电常数、差分和共模参数以及近端和远端串扰系数

　　2、自动自适应网格划分

　　以较少的设置工作或对网格过程的手动干预，提供具有用户指定精度的答案。

　　自动自适应网格划分技术要求您仅指定几何形状、材料属性和所需的输出。网格划分过程使用高度稳健的体积网格划分技术，并包括多线程功能，可减少使用的内存量并加快仿真时间。这种经过验证的技术消除了构建和细化有限元网格的复杂性，并使高级数值分析适用于您组织的各个级别。

　　3、高性能计算

　　Ansys Electronics 针对电子产品的高性能计算 (HPC) 解决方案支持并行处理，以解决最困难和较具挑战性的模型——具有大量几何细节、大型系统和复杂物理场的模型。

　　多线程：电子 HPC 利用单台计算机上的多个内核来缩短求解时间。多线程技术加速了初始网格生成、矩阵求解和场恢复。

　　频谱分解方法：频谱分解方法 (SDM) 通过在计算内核和节点上并行分布多个频点来加速频率扫描。您可以将此方法与多线程结合使用，以加快提取单个频点的速度，而 SDM 可并行提取多频点。

　　云中的 HPC： Ansys Cloud 使高性能计算 (HPC) 的访问和使用变得极其简单。它是与领先的 HPC 云平台 Microsoft® Azure™ 合作开发的。Ansys Cloud 已集成到 Ansys Electronics Desktop 中，因此您可以直接从设计环境访问无限的按需计算能力。

　　4、光学计量学

　　参数化和优化是仿真驱动产品开发的关键推动力。参数分析根据您的设计变量提供对设计空间的透彻理解，以便您做出更好的工程决策。优化算法使软件能够自动找到更好的设计。参数化和优化功能包括：

　　参数分析

　　用户指定的参数范围和步数

　　自动分析参数排列

　　跨多个硬件平台的自动化作业管理以及参数表和研究的数据重组

　　优化

　　用户可选择的成本函数和目标，包括：

　　准牛顿法

　　顺序非线性规划 (SNLP)

　　仅整数顺序非线性规划

　　5、多域系统建模

　　用于分析系统环境中的电磁组件的集成建模能力。

　　Simplorer 是一个强大的平台，用于建模、仿真和分析与Ansys Maxwell、Ansys HFSS、Ansys SIwave和 Ansys Q3D Extractor集成的系统级数字原型。Simplorer 使您能够验证和优化软件控制的多域系统的性能。凭借灵活的建模功能和与 Ansys 3D 物理仿真的紧密集成，Simplorer 为组装和仿真系统级物理模型提供广泛支持，帮助您将概念设计、详细分析和系统验证联系起来。

　　Simplorer 是电气化系统设计、发电、转换、存储和配电应用、EMI/EMC 研究和一般多域系统优化和验证的理想选择。

　　6、IBIS 包模型提取

　　提取信号和电源接地寄生参数以包含在 IBIS 模型中，例如触摸面板、母线、电源逆变器和转换器以及薄板。

　　生成用于电路仿真的高精度降阶 SPICE 模型的能力使 Ansys Q3D Extractor 成为创建 IBIS 封装模型的理想软件。您可以研究串扰、接地反弹、互连延迟和振铃，这有助于您了解高速电子设计的性能，例如多层印刷电路板、高级电子封装和 3D 片上无源元件。此外，Q3D Extractor 对于提取封装（键合线）、电路板上（关键网络）中关键互连组件的准确电气寄生参数以及芯片、封装和电路板之间的连接路径（即连接器、电缆、插座和传输线）。

　　7、等效电路模型创建

　　自动创建电路仿真模型。

　　您可以利用 Ansys Q3D Extractor 创建等效电路模型（SPICE 子电路/梯形集总模型）。Q3D Extractor 生成的模型类型取决于使用的求解器。2D 和 3D 场求解器可创建常见格式，例如 Simplorer SML、HSPICE Tabular W-Element、PSpice、Spectre、IBIS ICM/PKG 模型和 Ansys CPP 模型。

　　8、电源转换器设计

　　优化逆变器/转换器架构并更大限度地减少总线电感、过压情况和短路电流。

　　Ansys Q3D Extractor 非常适合设计用于混合电力技术和配电应用的电力电子设备，以优化逆变器/转换器架构并更大限度地减少总线电感、过压情况和短路电流。该软件从大功率母线、电缆和大功率逆变器/转换器模块中提取电阻、部分电感和电容寄生参数，然后将它们输入到Ansys Twin Builder中，以研究电力电子系统的 EMI/EMC 性能。Ansys Icepak和Ansys Mechanical的链接使您能够研究由电流引起的电热应力。

　　9、触摸屏设计

　　为触摸屏设计提取和优化 RLC 寄生参数。

　　使用 Q3D Extractor，您可以通过分析触摸屏设备的 RLCG 矩阵数据来解决设计挑战。有效解决薄导电层（例如 ITO）的能力可以将解决方案加速到传统厚金属解决方案方法的 22 倍。