1 概述

ANSYS Q3D Extractor是2-D和3-D寄生参数提取工具，供工程人员用于电子封装、触摸屏和电力电子变转换器的设计。Q3D Extractor使用快速的三维和二维准静态电磁场模拟技术，从互连结构提取RLCG参数。然后自动生成一个等效的SPICE子电路模型。这些高精度模型可用于信号完整性分析，从而研究串扰、地弹噪声、互连延迟和振铃等电磁现象，以了解互连、IC封装、连接器、PCB、母线和电缆的性能。

世界各地的主流公司信赖ANSYS Q3D Extractor，以提供准确、强大和快速的准静态电磁寄生参数提取功能。该软件同时提供2-D和3-D分析功能，从线缆建模到触摸屏设计，都有涉及。Q3D Extractor提供的局部电感和电阻提取功能能帮助设计DC-DC电源转换器，同时还能提取触摸屏设备的单位晶胞电容。为加快模型创建，它还能从Altium、Autodesk、Cadence、Dassault、Mentor Graphics、PTC和Zuken等常用的MCAD和ECAD供应商中导入文件。这个流程能更大提高现代电子封装和PCB分析的效率，确保集成电路性能正常。为进行实际设备的建模，Q3D Extractor能无缝地把数据传输给不同的物理求解器，如ANSYS Workbench内用于热设计的ANSYS Icepak和用于结构分析的ANSYS Mechanical。

2 功能特点

全自动的自适应网格生成

采用自适应网格生成技术，您只需指定几何形状、材料属性和期望的输出即可。网格生成过程使用高度可靠的体积网格生成技术，并且包括多线程功能，减少了内存使用量，并缩短模拟时间。这种成熟的技术消除了构建和精细化有限元网格的复杂性，并使数值分析适用于公司内所有级别的工程师。

快速准确的三维寄生参数提取

Q3D Extractor包括好几种解决方案，用于电子封装、触屏和电力电子转换器的寄生提取。

三维准静态电磁场求解器

ANSYS Q3D Extractor包含基于矩量法(MoM)的准静态三维电磁场解算器，并通过快速多极子方法(FMM)加速。结果包括接近和趋肤效应、电介质和欧姆损耗，以及色散效应。Q3D Extractor可以方便快捷地提供电阻(R)、部分电感(L)、电容(C)和电导(G)的三维提取。

二维 Extractor：电缆和传输线场解算器

ANSYS Q3D Extractor包含一个强大的准静态二维电磁场解算器。它采用有限元方法(FEM)来确定电缆模型和传输线的单位长度RLCG参数、特性阻抗(Z0)矩阵、传播速度、延迟、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。

IBIS封装模型提取

生成高精度的降阶SPICE模型用于电路模拟，使ANSYS Q3D Extractor成为创建IBIS封装模型的理想软件。可以研究串扰、地弹噪声、互连延迟和振铃，这些都有助于了解高速电子设计的性能，例如多层印刷电路板、电子封装和三维片上无源组件。此外，Q3D Extractor对于提取封装中的关键互连组件（键合线）、电路板（关键网络）以及芯片、封装和电路板之间的连接路径（连接器、电缆、插座和传输线）都至关重要。

结果可视化电源转换器设计

ANSYS Q3D同样也适合混合电力和电源分配设计领域中广泛应用的各种电力设备，如优化逆变器结构，减小总线电感，过压和短路电流。该软件能够从高功率总线汇流排、线缆和高功率逆变器/转换器模块提取电阻、局部电感和电容寄生参数，然后把它们输入到 ANSYS Simplorer ，以便研究电力电子系统的EMI/EMC性能。链接到 Icepak 和 ANSYS Mechanical 能方便用户研究电流造成的电热应力。

触摸屏设计

ANSYS Q3D可以通过计算RLCG矩阵，帮助使用者解决触摸屏设计中的挑战。ANSYS Q3D针对薄层金属（如ITO等），有特殊的高速算法，与普通的金属算法相比，能够提高最多22倍的求解效率。

等效电路生成

ANSYS Q3D能够生成等效电路模型，如SPICE电路或者级联的集总电路等。生成的模型类型主要取决于仿真的时候选择仿真器类型。2-D和3-D场求解器能创建常用格式，例如Simplorer SML、HSPICE Tabular W-Element、PSpice、 Spectre、IBIS ICM/PKG模型和ANSYS CPP模型。

与电源转换器设计

ANSYS Q3D Extractor是设计用于混合电气技术和配电应用的电力电子设备的理想选择，用于优化逆变器/转换器架构，并尽量减少总线电感、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 Simplorer中，用于研究电力电子系统的EMI/EMC性能。链接到Icepak和ANSYS Mechanical之后，就能够研究电流引起的电热应力。

3 产品概览

ANSYS电磁场 电路/系统仿真产品