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ANSYS 5G行业研发与应用解决方案

1月前浏览3897

在应用端,5G作为基础设施将服务于智慧城市、智能电网、智能制造、AR/VR、元宇宙、边缘计算、云计算、车联网、自动驾驶、医疗和军工等各个行业和应用方向。

在产品端,5G将覆盖包括芯片、手机、手表、监控设备、无人机等在内的终端设备,和移动通信基站,以及数据中心等全线的产品,实现随时随地、人与物、物与物的连接。

   

目录

5G行业概述

5G研发中面临的仿真设计挑战

数字/模拟/混合芯片设计

射频前端芯片设计

芯片/封装/系统一体化设计

单元天线设计

阵列天线设计

阵列天线和射频前端的场路协同设计

便携设备天线的仿真设计

天线SAR仿真

射频连接器仿真

射频介质滤波器仿真

射频微波无源器件仿真

射频有源器件版图效应仿真

场景级电磁场仿真设计

射频系统抗干扰仿真设计

电子设备的EMC仿真设计

电子设备的结构可靠性设计

电子设备的电热耦合仿真

案例参考

RFIC VCO尺寸优化分析

芯片/封装一体化仿真

使用芯片CPM模型进行系统级性能优化分析

芯片/封装/PCB的电热分析

基站天线布局

自适应波束赋形

智能家居电磁干扰

5G室内场景仿真

5G室外仿真场景

手机天线的电热耦合仿真

以下内容截取自该篇资料

   

数字/模拟/混合芯片设计

(1)设计中的难点

芯片的复杂程度和工作频率的不断提高,芯片的低功耗设计问题也越来越突出,手持移动设备的广泛应用对功耗和散热提出了更高的要求;

功耗的降低要求更低的供电电压,使得芯片对电源噪声,可靠性的容忍阈值也越来越低;

翻转速率越来越高的I/O端口带来严重开关同步噪声问题。

(2)Ansys解决方案

针对数字芯片电路进行功耗分析以及功耗的优化,帮助用户在设计前期预测功耗问题,降低成本,减少设计周期;

对芯片的layout版图进行整体的仿真验证,得到整个芯片的功耗和电源噪声结果;

Ansys优势在于大capacity,能够计算传统spice仿真解决不了的全芯片级仿真问题。

 

射频前端芯片设计

(1)设计中的难点

传统方法使用全波电磁场工具对射频芯片进行参数抽取,这种方式保证了精度但仿真规模比较局限;

RC抽取引擎这种方式计算规模足够大但精度在超过1GHZ后会有所损失。

(2)Ansys解决方案

实现对大规模射频芯片中无源部分快速准确的电磁参数抽取,可以输出RLCK网表或S参数等多种模型,比传统工具的计算能力大几个数量级;

与Cadence/Synopsys等EDA设计软件无缝链接;

研究射频芯片内不同设计层级的复杂nets和block之间的电磁串扰问题,获取block之间的电磁耦合。

 

芯片/封装/系统一体化设计

(1)设计中的难点

一体化设计复杂程度越来越高:高速信号,低电压门限,高集成度;

设计周期要求严格,需要尽快交付整体方案;

降低成本,同时使得产品性能可靠。

(2)Ansys解决方案

考虑芯片性能,对芯片、封装和PCB板进行整体仿真优化;

准确提取封装和PCB板上的电磁场参数;

协同进行系统级信号完整性和电源完整性等仿真;

结合Ansys强大的多物理场求解功能,进行系统级散热和封装、板级的结构可靠性仿真等。

 

RFIC VCO尺寸优化分析案例

(1)仿真目的

通过把电感放置在密集走线和电容区域上方,减少65%的芯片面积;

设计目标频率30GHz,实测频率27.5GHz,需要通过仿真发现原因。

(2)仿真流程

 

芯片/封装一体化仿真案例

(1)仿真目的

芯片和封装的电磁协同仿真;

发现因芯片地网络和封装layer之间的电磁耦合引起电感性能恶化,进而导致噪声系数恶化。

(2)仿真流程

 
 
 

系统级性能优化分析案例

(1)仿真目的

对DDR Power进行优化,把芯片仿真得到的CPM模型跟PCB板一起进行仿真;

仿真使用去耦方案后,在板上和板边缘的辐射能量。

(2)仿真流程

 
 

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来源:笛佼科技
射频微波电源电路信号完整性天线布局电子芯片通信云计算自动驾驶SYNOPSYSCadence无人机ANSYS
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-05-11
最近编辑:1月前
笛佼科技
主营Ansys业务
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使用Ansys Maxwell对感应电机堵转和起动过程仿真

堵转仿真(1)感应电机堵转仿真●感应电机的堵转仿真用于计算其堵转转矩和堵转电流,校核电机起动性能●堵转仿真设置-转速设置为0-设置三相电压源●堵转仿真目的和方法-目的1:计算起动瞬间最大电流-方法:常规瞬态仿真1个同步周期-目的2:计算稳态堵转电流、短路阻抗(短路试验)-方法1:开启FastReach和AutoDetect功能,常规瞬态仿真直到接近收敛,一般需要几十个同步周期(支持铁损对场的影响)-方法2:采用周期性TDM自动收敛,只需一个或半个同步周期直接达到稳态(不支持铁损对场的影响)(2)TDM设置●使用TDM需要进行两处设置-HPC设置-TDM设置(3)HPC设置●设置方法-勾选UseAutomaticSettings-Numvariationsdistribute→设置TDM并行扫参数-Cores→设置调用的核心数,最大可设置为逻辑处理器核心数●推荐设置-协调Timesteps和Cores-使Timesteps/(Cores-1)=整数-注意:由于PeriodicTDM同时对所有时间步进行求解,因此必须确保可用内存大于每个时间步消耗内存*时间步数,并留20%左右余量(4)TDM的两个选项●GeneralTransient常规瞬态求解-支持任意的瞬态模型-这是最灵活的方法,支持涡流效应-可以同时使用快速达到稳定设置“fastreachsteadystate”●Periodic周期性模型-直接达到瞬态稳定状态-如果求解是周期性的,可以使用分布式任务求解一个完整的周期(而且只需要求解一个)(5)周期/半周期TDM●周期TDM设置仿真时间为一个或多个周期,软件只需计算一个周期,直接输出所有周期结果,并直接达到瞬态稳态,典型应用是同步电机的短路分析,感应电机堵转分析●半周期TDM设置仿真时间为半个周期,软件只需计算半个周期,直接输出一个完整周期结果,典型应用是快速计算同步电机的稳态工况(6)方法●方法一:常规瞬态仿真,单核计算单任务-仿真40个电周期后转矩趋于稳定,计算时间:3min48sec●方法二:使用周期TDM-只需仿真一个电周期,直接达到稳态,计算时间:0min57sec●方法三:使用半周期TDM-只需仿真半个电周期,软件自动给出稳定后一个完整电周期的结果,计算时间:0min21sec(7)结论利用周期性TDM功能可大幅降低感应电机堵转工况仿真时间,且精度可靠。2.起动过程仿真(1)起动仿真设置●激活考虑机械瞬态功能-初始速度:从0rpm开始起动-转动惯量:RMxprt根据转子质量和直径自动计算-阻尼系数:(机械损耗+铁损)/角速度的平方,RMxprt-可自动计算-负载转矩if(speed<121.453,-0.482522*speed,-7117.64/speed)Speed:转速,弧度/秒解释:当转速小于121.453时,负载转矩等于0.482522*speed(与转速成正比);当转速大于等于121.453时,负载转矩等于-7117.64/speed(恒功率负载,功率为7117.64W)(2)求解并查看结果●转矩和转速●转矩和转速曲线来源:笛佼科技

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