SmartDO

使用SmartDO的尖端計算性能進行PCB的TDR/EMC優化

優化電磁相容性(EMC/TDR)是確保高效能印刷電路板 (PCB) 的關鍵挑戰。利用如 SmartDO 這類搭載尖端計算性能的工具，設計師如今能夠高效地提升設計的整體品質。
在本文中，我們將向您展示 SmartDO 如何利用尖端計算性能解決擁有 39 個設計變數的設計問題。

SmartDO：強大的智慧設計解決方案，專為 TDR/EMC 優化設計

SmartDO是一個單鍵設計、泛用型的多物理領域和多學科優化工具，可用來解決 PCB 設計中複雜的電磁和阻抗問題而設計。利用先進的演算法，它能夠在高計算性能下優化 TDR 阻抗、回波損失 (RL) 和插入損失 (IL)。

SmartDO 的尖端計算效能解決複雜的 TDR/EMC 優化挑戰

圖 1 至圖 4 顯示了 PCB 中用於優化的 39 個設計變數，旨在達成 TDR/EMC 性能要求。這些設計變數包括通孔尺寸、走線寬度和間距，並具有以下設計要求。

• TDR 阻抗應盡可能接近 50Ω
• 通孔距離 > 75 μm
• 回波損失 (RL) < -20 dB
• 插入損失 (IL) < 0 且 > -0.5 dB

圖 1：屏蔽通孔的設計變數 (1)。

圖 2：屏蔽通孔的設計變數 (2)。

圖 3：屏蔽通孔的設計變數 (3)。

圖 4：屏蔽通孔的設計變數 (4)。

圖 5 顯示了經過 SmartDO 優化後，屏蔽通孔的幾何形狀變化。SmartDO 執行了約 600 次對外部 FEA 程式 (ANSYS HFSS) 的調用，並實現了顯著的改進：

• TDR 阻抗保持在目標範圍 50±10% Ω 內
• 通孔距離符合要求
• 回波損失 (RL) 改進了 67.3%，降至 -20 dB 以下。
• 插入損失 (IL) 改進了 51.6%，確保了更好的信號完整性。

圖 5：SmartDO 優化後的屏蔽通孔幾何形狀變化。

圖 6 至圖 8 顯示了 SmartDO 優化前後的 TDR/EMC 性能曲線。

圖 6：SmartDO 優化前後的 EMC 性能曲線 (1)。

圖 7：SmartDO 優化前後的 EMC 性能曲線 (2)。

圖 8：SmartDO 優化前後的 EMC 性能曲線 (3)。

SmartDO 優勢

SmartDO高效處理了 39 個設計變數的優化，並進行了約 600 次 ANSYS HFSS FEA 模擬。儘管問題具有高度複雜性，這種卓越的計算效率仍帶來了回波損失 (RL) 和插入損失 (IL) 的顯著改進。藉由獨特的智慧設計技術，如全局非線性規劃、AI 驅動的SmartLearning和S.A.F.E.D.技術，SmartDO確保了快速、準確的結果，並發揮了高計算性能。

參考資料

• 應用SmartDO進行電子系統多物理最佳化設計(欣興電子股份有限公司/研發部門/陳高創博士), 2024 SmartDO 智慧設計 研討會

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