CST 電路仿真淺談（一）
作者 | Wang Jieyu
首先我來提出一個(gè)疑問：在CST 3D界面中，我在兩個(gè)金屬之間添加一個(gè)離散端口（discrete port），而在電路圖（schematic）界面中只出現(xiàn)了一個(gè)端口，那么如何添加兩個(gè)pin的電阻元件呢？
本期我們來淺談一下電路圖中的端口究竟為何物。
1、Port——天涯若比鄰
3D界面創(chuàng)建的Port是連接3D界面和電路圖界面的接口。
如下圖所示，這里有三條PCB走線，各自串聯(lián)一個(gè)port，分別為port①、port②、port③。因此在電路圖界面的block上就會(huì)出現(xiàn)3個(gè)端口，在這里我們將其命名為pin1、pin2、pin3
-
pin1直接連接接地符號(hào)——表示PCB走線①為短路狀態(tài)，在port①的位置短路
-
pin2首先串聯(lián)一個(gè)1nF的電容，接著串聯(lián)一個(gè)0.1Ω的電阻，然后連接接地符號(hào)——AZz表示PCB走線②串聯(lián)了一個(gè)1nF的電容和一個(gè)0.1Ω的電阻
-
說到這里，可能就有小伙伴對(duì)上圖中的接地符號(hào)產(chǎn)生疑問了。那么接下來解釋一下CST schematic的接地符號(hào)到底是什么？
2、接地符號(hào)——遠(yuǎn)近高低各不同
在CST中，當(dāng)3D與電路圖結(jié)合時(shí)，電路圖中的接地符號(hào)往往令人困惑。首先，如下兩點(diǎn)，我們應(yīng)當(dāng)達(dá)成共識(shí)：
-
理想地只存在于電路圖中。
-
在3D仿真中，當(dāng)導(dǎo)體的長度接近電磁波的波長時(shí)，金屬導(dǎo)體上可能出現(xiàn)電位差。
根據(jù)上面三個(gè)示例可知，接地符號(hào)并不是PCB的GND。如下圖所示，Port分別連接了兩個(gè)金屬，且紅色箭頭表示Port的方向。在這里我們可以簡單地認(rèn)為，Port在電路圖中所產(chǎn)生的端口符號(hào)（如pin1）代表其中一個(gè)金屬，而接地符號(hào)，則代表另一個(gè)金屬（箭頭指向的金屬）。
3、端口子電路——只緣身在此山中
在3D與電路圖結(jié)合的仿真中，3D電磁仿真是將S參數(shù)傳遞給電路的，其中
-
S參數(shù)不包含任何絕對(duì)電勢(shì)的信息。
-
S參數(shù)通過理想變壓器連接到電路元件。因此，每個(gè)端口在電路圖上都會(huì)創(chuàng)建獨(dú)立的、浮地的子電路。
下圖就很好地解釋了眾多小伙伴的困惑，正所謂不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中。如下圖所示。
1、Schematic中的Block代表3D電磁仿真得到的S參數(shù)，而每一個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)3D中的Port。
2、在電路圖中每個(gè)端口內(nèi)部都有一個(gè)理想變壓器，因此實(shí)現(xiàn)了不同端口連接的子電路是相互獨(dú)立，隔離的。
如圖中端口1所示（左側(cè)藍(lán)色框中），端口1連接一個(gè)1nF的電容和0.1Ω的電阻，然后連接接地符號(hào)，而變壓器也連接了一個(gè)接地符號(hào)。在左側(cè)藍(lán)色框中，兩個(gè)接地符號(hào)是相連接的關(guān)系。因此該子電路就形成了一個(gè)回路。同時(shí)這張圖也解釋了文章開頭的疑問。
又如圖中端口2所示（圖右側(cè)），端口2連接了一個(gè)電路圖中特有的external port（黃色框2）。其實(shí)在這個(gè)external port中也偷偷隱藏了一個(gè)接地符號(hào)，并且與下圖右側(cè)變壓器所連接的接地符號(hào)是相連接的關(guān)系，因此該子電路就形成了一個(gè)回路。
如果小伙伴看了上面的文章，仍然對(duì)CST 電路中的端口和接地符號(hào)感到迷惑。那么也許你已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)看山不是山，看水不是水的境界。雖然不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中。但相信經(jīng)過多次嘗試，一定會(huì)豁然開朗。
