Genesys 產品 - Empower

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Genesys Empower 是在 Genesys 環境中，提高 SMT 設計、例行濾波器與主動電路，以及等效電路建模精確度的經濟選擇。

Empower 是平面 3D 電磁模擬器，能提升具有矩形功能的較小型平面電路與模型的準確度，例如具有 SMT 銲墊與互連的 RF 電路板。它能節省電路板週期，加強電路建模的工作。Momentum GX 能更有效解決更廣泛的較高容量、較高效能設計，而 Empower 為能夠處理細部問題的成熟工具，且能以經濟的價格取得。

• 它具備便利的使用者介面與整合功能，能以線性、非線性、Spice 與 RF 系統模擬器提供電路共同模擬、掃測以及蒙地卡羅分析。
• 過去十年來獲得全球將近 1 千位設計師採用，就是證明。
• 歡迎 Empower 的目前擁有者也同來探索 Momentum GX。

產品概述

Genesys Empower 是在 Genesys 環境中，提高 SMT 設計、例行濾波器與主動電路，以及等效電路建模精確度的經濟選擇。

Empower 使用已獲肯定的線組法 (Method of Lines) 技術，提供多層電磁模擬；多層、多模式分解；以及電磁電路共同模擬。

Empower 使用線組法 (MOL) 技術模擬 MIC 與 MMIC 架構，準確度優於電路理論模擬。 MOL 技術具備優異的收斂與數值條件內容，而這些內容構成程式碼最佳化與增強的堅強基礎。

產品特色

• 集總元件的自動處理
• 彈性幾何
• 一般化的 S 參數
• 3D 檢視器以及動態相位旋轉座標圖
• 線組法 (MOL)
• 即時調整技術
• 利用對稱性自動偵測和解決
• 大型問題與分解
• 精確的損失計算
• 封閉盒模式和封裝效應
• 經基準比對的準確性
• 插槽和共面電路的插槽模式
• 連接埠移除和參考平面

集總元件的自動處理

EMPOWER 將內部連接埠置於電路內每一集總元件的位置，計算 n 連接埠的 S 參數，然後 Genesys 以重新安裝的集總元件計算回應。整個程序是由 Genesys 環境自動處理。因為所有信號金屬部分位於外殼之內，而且它們的耦合被模擬，所以能維持準確度。因為許多集總元件經常位於電路內，因此能省事而不影響準確度。

產品功能清單

彈性幾何

EM 模擬能支援非傳統的金屬形狀，以及更複雜的基板層，例如懸吊、反轉與覆蓋微帶。

產品功能清單

一般化的 S 參數

S 參數通常標準化為恆定阻抗，例如 50 或 75 歐姆。從量測的觀點而言這是必要之舉。藉助於 Empower，您也可以選擇將 S 參數標準化為模擬的線阻抗。此技術能大幅減少「假設傳輸線寬度中的模擬元件數量有限」的相關錯誤。這也在 Genesys 中自動處理：建立並讀取用於支援標準化 S 參數所需的檔案。

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3D 檢視器以及動態相位旋轉座標圖

Empower 包含 3D 彩色檢視器，協助您將電路中的電流密度（槽線模式中的電壓）予以視覺化。檢視器處理電流的振幅與角度，並將它們顯示為靜態與動態的圖表。這些圖表提供深入的資料，協助您發現應修改之處以提高效能。大部分的 EM 模擬器提供檢視器，但是 Empower 檢視器提供具有精密相位資訊的動態檢視。右圖顯示繞線的電流檢視器圖表。 按一下這裡取得放大的動畫檢視 (372 KB)。此檢視顯示電流振幅，連同在某一頻率的繞線。

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線組法 (MOL)

EM 模擬在數字上較為昂貴，執行速度則遜於電路理論模擬。Empower 以線組法 (MOL) 為基礎。MOL 在數字上行為優異。如此允許許多用於加速執行的程式碼最佳化技術。

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即時調整技術

自動的集總元件組態、自動偵測，以及對稱與多模式分解，使最佳化與調整工作速度更快，而且更方便。例如，具有通道的濾波器架構（例如右者），能使用的簡單與強大技術是執行 Empower，而不用通道。濾波器架構是非共振，而且僅執行一些頻率。通道由 Genesys 取代，可以顯示數以百計的頻率點，構成精密的掃測詳細資訊。分解可將螺旋形電感器與繞線最佳化及調整，速度與電路理論模擬器相同。

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利用對稱性自動偵測和解決

將問題的大小減半，能將執行時間與記憶體需求有效減少為 1/4。使用大部分的 EM 模擬器，您可將一些對稱電路分成兩部分、進行模擬，然後將網路結合為原狀。Empower 自動偵測對稱，並解決所有對稱電路。它甚至能偵測 2 鏡射對稱，將時間與記憶體節省為 1/16。您不需要採用特殊步驟，其整個程序皆為自動。如果金屬部分的位置稍微偏離對稱，Empower 甚至還能指定它的位置。

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大型問題與分解

藉助於多模式支援，經常能將大型電路分割為較小的部分，使電路能進行 EM 模擬；否則電路將太大。在保留電路的非相鄰線耦合時；例如濾波器、螺旋形電感器與繞線，就能如此執行。

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精確的損失計算

Empower 以高精確度計算金屬、介電與輻射的耗損。電路理論模擬器並不預測輻射損耗，而某些 EM 模擬器對於傳輸線寬度中模擬元件數量的損耗預測，行為並不佳。使用 Empower 能為封閉電路與使用開放式或損耗性外蓋的封閉盒，精確預測架構的損耗。

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封閉盒模式和封裝效應

您是否曾設計過放大器，非常注意穩定性因素，結果儘管您小心翼翼，仍然發生振盪？您是否曾對抗過濾波器止帶內的不良最終抑制？您是否曾處理過沒有被篩選降低的雜波信號？這些問題的常見原因是封閉盒模式。

封閉盒的作用如同空洞式諧振器。這對於電路行為可能有深遠的影響。某些 EM 模擬器假設「開放式」環境，但是 Empower 以原生方式預測這些效應。

在接近每一共振的頻率上，信號金屬以高效率輻射到空洞中。因為此輻射是交互耦合，發生於信號路徑內的金屬部分之間。如果電路是以開放式或損耗性外蓋來操作，共振效應就會降低。在此狀況下，Empower 能精確預測會限制電路最終抑制的表面模式。

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基準比對的準確性

EMPOWER 手冊中提供數個準確度基準，相對於量測資料。Empower 和具有已知精確解決方案的理論問題相較之下，也具有優勢。Rautio 建議一項基準：「An Ultra-High Precision Benchmark for Validation of Planar Electromagnetic Analysis」（用於驗證平面電磁分析的超高精密基準）IEEE MTT Trans，1994 年 11 月，p. 2046-2050。Empower 使用這項基準，執行效能特別優異，而且可以使用 Richardson 的外推技術進一步增強準確度；因為線組法的單調收斂內容。

產品功能清單

插槽和共面電路的插槽模式

典型電路在電路金屬中稀疏，藉著解決金屬中的電流是最佳的模擬方式。其他電路，例如槽線與共面具有明顯的金屬收斂，使用 Empower 的槽線可以更有效率來求解。電壓是在非金屬區解決，而不是在金屬區解決電流。如此能節省大量的運算工作，並減少需要的時間和金錢。

產品功能清單

連接埠移除和參考平面

線路接近封閉盒側壁時，從線路至「接地」會發生額外的電容。Empower 自動為一般連接埠移除此效應。這稱為去嵌入，因為被模擬的物件可能做為另一電路的一部份，而且沒有疇壁，所以能達成。如果您要移動 EMPOWER 的參考平面，只需要使用滑鼠，將它們拖曳到所要的位置。Empower 也可讓您關閉去嵌入功能，以分析具有側壁的封閉盒內的電路。

產品功能清單

線上示範與教學

• Empower 導論 - 2003 年 3 月
• Low-Noise Amplifier Design with Genesys - 2003 年 3 月
• Tuned Combline Filter with Empower Cosimulation - 2003 年 3 月
• Hybrid Coplanar Bandstop Filter with Empower，圖解獨特的 3D Empower 功能：銲線、混合插槽模式 - 2003 年 3 月
• Custom Filter Topology with Empower Viewer - 2003 年 3 月
• M/Filter and Empower Combline Walkthrough - 2003 年 3 月
• Edge Coupled Filter Empower Benchmark - 2003 年 3 月
• Sonnet Integration Demo - 2004 年 8 月

出版與評論

應用手冊

• Using Genesys to Design Power Amplifiers，2003 年 8 月。
• Understanding Reference Planes for Device Packages，2002 年 12 月。
• Choosing a Grid for Empower Simulation，2001 年 11 月。
• Low Noise Amplifier for 1900 MHZ Applications，2001 年 2 月。

文章

• 2001-2002 CAD Benchmark，Microwave Engineering Europe，2002 年 3 月。Original Benchmark specifications, along with Eagleware's submitted simulation results
• Exploiting Filter Symmetry，Randy Rhea，Microwave Journal，2001 年 5 月
• High-Q Resonators on FR4，Randall W. Rhea，Applied Microwave & Wireless，1999 年 10 月
• Designing a Low-Noise VCO on FR4，Randall W. Rhea，RF Design，1999 年 9 月
• Integrated Software for Electromagnetic Simulation，Rob Lefebvre，Microwave Journal，1998 年 11 月，pp. 136-140

相關出版品

• CAD Techniques Applied to LTCC Technology，Randy Rhea，MTT/IMS 2000，2000 年 6 月。
• Non-Resonant Electromagnetic Simulation of Some Resonant Planar Circuits (Presentation)，Yuri Shlepnev，2000 年 4 月。附帶提供：原始 PDF 報告。
• Advanced Design Techniques From Synthesis Through Test: A 900 MHz VCO，Randall W. Rhea，1999 IEEE MTT-S International Microwave Symposium & Exhibition，微波應用暨產品研討會。（附帶提供：MTT3.SCH example file for Genesys/EM V6.5B）。
• Extension of the Method of Lines for Planar 3D Structures，Yuri O. Shlepnev，Proceedings of the 15th Annual Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics (ACES '99)，美國加州 Monterey 市，1999 年。
• A New EM Simulator of Passive MIC Elements，Yuri O. Shlepnev，Proceedings of the 4th International Conference on Antennas, Radiocommunication Systems and Means (ICARSM'99)，俄羅斯 Voronezh 市，1999 年。
• A new generalized de-embedding method for numerical electromagnetic analysis，Yuri O. Shlepnev，Proceedings of the 14th Annual Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics (ACES '98)，美國加州 Monterey 市，1998 年。
• Electrodynamics of Waveguiding Structures of Axisymmetrical Microwave Integrated Circuits，A. B. Mironov、N. I. Platanov 及 Yu. O. Shlepnev，Radiotekhnika i elektronika，第 2 號，1990 年，pp. 281-286。