上篇文章和大家分享了S参数的一些基本定义，今天share一下S参数提取的仿真操作流程。今天介绍的是Cadence Sigrity下面的Power SI的仿真流程：

1.文件转换

使用Power SI软件，同样的还是要转换文件格式。把.brd文件转化为.spd，使用的是SPDLinks中的CAD Translators。操作如下图：
选择要仿真的文件：

点击Transtate，转换完成之后自动保存为.spd文件：

2.打开Power SI

打开Power SI之后，新建工作界面，选择仿真模式。S参数提取使用的是Model Extraction(模型提取)仿真模式，设置如下：
点击File 选择NEW，点击Model Extraction

打开刚才转换之后的文件,进入下一步操作：

3.Power SI常规参数设置

通常我们的PCB是有表面绿油层的，所以需要在这里添加介质层，设置如下：

在这里需要填写介质厚度和材料，还要填写填充的介质材料(当copper蚀刻以后会有相应的介质填充到金属层)。如果在这里不填写材料也可以，但需要在后面填写相应的介电常数和介质损耗。

点击View Material可以看到材料的相关电和热的属性，也可以创建自己的材料，新建材料名称，包括电热属性(Metal\Dielectric\Thermal)，然后保存到当前设计Export to Design可以导出保存到自己的材料库中Export to Library，设置如下：

上面的层叠设置好之后，需要进行焊盘和过孔的设置。选择要设置的焊盘或过孔，一般焊盘我们选择默认设置，因为软件在文件转换和前期处理是会把我们的brd文件直接转换。但是过孔的需要选择镀孔材料和镀孔厚度，一般材料为copper，厚度为25um。具体的设置需要根据不同的产品来定义，设置如下：

4.仿真网络选择：

选择需要提取S参数的网络，因为上一篇文章总结过传输线的S参数是一个无源的模型，所以这里不需要添加VRM。可以在网络标识前面右键disable all nets，取消选择所有网络，然后再选择仿真的网络。电源和地网络分组，把没有在组中的电源和地网络划分到相应PowerNets和GroundNets中，在电源和地网络上右键选择classify As Powernets/Groundnets。设置如下：

5.仿真模式使能：

需要在Model Extraction前面打勾，如下图：

6.添加仿真端口(Port)：

在仿真的网络两端的器件上添加端口，信号的传输是有方向的，我们可以简单的定义为发送端TX与接受端RX。这样就可以与我们上一章的S参数的的端口定义相匹配，一般有两种添加端口的方法自动添加和手动添加，设置如下：

然后设置信号的特征阻抗、电源和地的阻抗：

设置好的端口如下，可以查看端口的正负网络：

7.仿真参数设置：

根据信号的工作频率来设置开始与截止频率，选择扫频方式，一般默认为自适应(Adaptive)，设置如下：

8.仿真结果查看：

上一步的仿真参数设置好之后，保存文件，就可以点击Start Simulation。然后进行仿真结果查看如下：
结果中可以看到不同端口直接的信息，包括插入损耗Insertion Loss、回波损耗Return Loss、隔离度Crosstalk等。

9.仿真结果对比：

上面的这个是两层板而且板厚为1.6mm，回流平面不完整等多种因素融合在一起，造成了S参数的不达标。下面是通过改变不同的介质厚度、参考平面等优化来看一下不同的S11的值：
1.两层板，走线第一层，参考第二层平面电源，参考平面不连续，相邻的介质厚度1.065mm
S11：0.65/-3.68dB

2.两层板，走线第一层，参考第二层地平面，参考平面连续，相邻的介质厚度1.065mm
S11：0.58/-4.68dB

3.两层板，走线第一层，参考第二层地平面，参考平面连续，相对于上一种，第一层与第二层之间的core变薄，相邻的介质厚度0.5mm
S11：0.50/-5.85dB

4.四层板，走线第一层，第二参考地平面，参考平面连续，相邻的介质厚度0.2mm
S11：0.27/-11.21dB

5.四层板，走线第二层，第一层与第三层参考地平面，其他优化，相邻的介质厚度0.2mmS11:-18.50dB

以上是本人做的一个简单的仿真对比，通过不同的参数改变来查看S11的值，可以得出：想要优化走线，获得一个较好的S参数需要多角度、多方面去考虑我们的互连设计，虽然看上去这个优化很简单，但实际设计时需要考虑多方面的因素。
以上资料主要参考《Cadence 高速电路设计》、《ANSYS信号完整性分析与仿真实例》
如有错误，希望各位大神留言指正，顺便点赞