Ansys助力Autodesk Fusion 360改進PCB設計

隨著眾多生活中常見產品的電氣化程度不斷加速提高，市場對于更快速、更小巧、更智能的電子產品的需求也在快速增加，這也意味著工程師亟需迅速應對日益復雜的挑戰。

電子設備正在以前所未有的速度發展，我們可從以下指標中窺探一二：4K電視（可處理4K視頻）可以支持1.4 GHz乃至更高的頻率范圍，這就需要快速傳輸大量數據。在這些系統中，一些關鍵屬性，比如信號干擾和時序延遲的可能性都在不斷增加。

隨著每一代新產品的推出，不斷縮小的印刷電路板（PCB）及組件需要更小的高速傳輸線（PCB上的走線）、并采用更緊密的封裝，產生噪聲和干擾導致信號問題的可能性也在增加。

與此同時，客戶要求新產品能夠更快供貨，這意味著工程師必須縮短設計和測試其最新創新產品的時間。如果對設計性能沒有絕對的信心就急于投入生產，寄望于這樣就能獲得最好的結果，就可能導致成本高昂的設計返工，并延遲上市進程。

而由Ansys技術支持的Autodesk Fusion 360信號完整性擴展可以解決上述問題。通過結合使用面向PCB設計的Fusion 360云端軟件平臺和Ansys市場領先的電磁仿真工具，PCB設計人員和工程師可以在流程的每一步深入了解其設計性能，從而提高他們對最終產品首次及之后每一次都能夠正常運行的信心。

Autodesk設計與制造部門行業戰略副總裁Srinath Jonnalagadda和Ansys產品管理副總裁Steve Pytel，一同探討了由Ansys技術支持的Autodesk Fusion 360信號完整性擴展將如何推動創新發展。

更出色的電子工作流程

Ansys和Autodesk之間的合作伙伴關系建立在打破產品設計流程中的工程壁壘、并向設計人員和工程師普及仿真技術的基礎之上。仿真驅動設計有助于更好地管理創新，并應對日益增加的產品復雜性、更短的產品生命周期和不斷增長的消費者期望。

在Fusion 360中嵌入Ansys仿真技術，有助于擴展PCB設計人員研發智能消費類電子產品的能力，以便在設計流程中獲得電磁學領域的洞察。由Ansys技術支持的Fusion 360信號完整性擴展對PCB設計人員的價值主要體現在以下四個方面：

配置簡單：快速、輕松地輸入參數，然后選擇目標信號進行快速和按需分析

阻抗匹配：管理和控制整個電路板上每個關鍵信號的阻抗，以獲得最佳的高速設計性能

信號洞察：分析您的設計信號，以檢查用于表征高速設計的參數，如信號延遲、走線長度、阻抗和耦合

視覺違規標記：利用2D PCB設計上疊加的顏色編碼圖，直觀地識別任何潛在的阻抗或耦合問題

如何設計PCB中的信號完整性

當我們談論信號完整性時，我們主要關注的是電信號是否沿著連接組件的走線移動，同時避免信號失真。在這個過程中，最重要的變量之一是走線的阻抗，阻抗是電路或組件對交流電的有效電阻。走線彎曲、不連續、反射和阻抗不匹配都會導致信號失真。對于給定的PCB，走線具有指定的阻抗值和公差，而這些值會受到走線寬度、走線材料、介電常數和層厚等變量的影響。

在設計或修改PCB時，工程師會輸入其所需的阻抗和公差參數。由Ansys技術支持的Fusion 360信號完整性擴展在走線上疊加了色圖，以指示走線是否在公差范圍內。工程師可以立即查看走線中可能存在問題的地方（如不連續性），并可以移動走線（比如將走線拉直、或者將走線變寬、變窄），直至電路板上的所有走線都在顏色編碼所示的公差范圍內。此外，該擴展還可以提供有關信號長度、發射器到接收器的時間、電感、電阻、電容、延遲等參數的數據。

當達到了阻抗和公差要求，電路板就可以被用于研發流程的下一個步驟。由于已經過Ansys電磁工具的驗證，工程團隊可以確信PCB走線部分的設計是可靠的。

該嵌入式集成基于Fusion 360的Ansys電子數據庫（EDB）導出功能，可輕松連接Ansys Electronics Desktop，并讓信號完整性/電磁（SI/EMI）分析人員能夠繼續對產品的電磁性能進行詳細的仿真以及生成報告。通過結合使用Fusion 360信號完整性擴展和Ansys Electronics Desktop工作流程，用戶可以在研發流程的所有部分嵌入電磁學分析，加速產品上市進程，保證電磁兼容性（EMC），以及提高創新敏捷性，從而研發更智能的產品。

為PCB設計人員帶來的益處

Fusion 360信號完整性擴展可在設計流程的早期階段為PCB設計人員提供走線的，近乎實時的信號完整性數據，避免了多個樣板的打樣和測試，以及成本高昂的設計返工，從而節省了時間和資金。在研發和制造智能互聯設備時，企業不僅可以滿足日益嚴苛的需求，而且能夠確信其PCB的信號完整性能夠滿足設計指標。

審核編輯：劉清