CST 電路仿真淺談（一）

作者 | Wang Jieyu

首先我來提出一個疑問：在CST 3D界面中，我在兩個金屬之間添加一個離散端口（discrete port），而在電路圖（schematic）界面中只出現了一個端口，那么如何添加兩個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，各自串聯一個port，分別為port①、port②、port③。因此在電路圖界面的block上就會出現3個端口，在這里我們將其命名為pin1、pin2、pin3

• pin1直接連接接地符號——表示PCB走線①為短路狀態，在port①的位置短路

• pin2首先串聯一個1nF的電容，接著串聯一個0.1Ω的電阻，然后連接接地符號——AZz表示PCB走線②串聯了一個1nF的電容和一個0.1Ω的電阻

• pin3 懸空，沒有連接任何器件——表示PCB走線③為斷路狀態，在port③的位置斷開

說到這里，可能就有小伙伴對上圖中的接地符號產生疑問了。那么接下來解釋一下CST schematic的接地符號到底是什么？

2、接地符號——遠近高低各不同

在CST中，當3D與電路圖結合時，電路圖中的接地符號往往令人困惑。首先，如下兩點，我們應當達成共識：

• 理想地只存在于電路圖中。

• 在3D仿真中，當導體的長度接近電磁波的波長時，金屬導體上可能出現電位差。

根據上面三個示例可知，接地符號并不是PCB的GND。如下圖所示，Port分別連接了兩個金屬，且紅色箭頭表示Port的方向。在這里我們可以簡單地認為，Port在電路圖中所產生的端口符號（如pin1）代表其中一個金屬，而接地符號，則代表另一個金屬（箭頭指向的金屬）。

3、端口子電路——只緣身在此山中

在3D與電路圖結合的仿真中，3D電磁仿真是將S參數傳遞給電路的，其中

• S參數不包含任何絕對電勢的信息。

• S參數通過理想變壓器連接到電路元件。因此，每個端口在電路圖上都會創建獨立的、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，而每一個端口對應一個3D中的Port。

2、在電路圖中每個端口內部都有一個理想變壓器，因此實現了不同端口連接的子電路是相互獨立，隔離的。

如圖中端口1所示（左側藍色框中），端口1連接一個1nF的電容和0.1Ω的電阻，然后連接接地符號，而變壓器也連接了一個接地符號。在左側藍色框中，兩個接地符號是相連接的關系。因此該子電路就形成了一個回路。同時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），端口2連接了一個電路圖中特有的external port（黃色框2）。其實在這個external port中也偷偷隱藏了一個接地符號，并且與下圖右側變壓器所連接的接地符號是相連接的關系，因此該子電路就形成了一個回路。

如果小伙伴看了上面的文章，仍然對CST 電路中的端口和接地符號感到迷惑。那么也許你已經進入了一個看山不是山，看水不是水的境界。雖然不識廬山真面目，只緣身在此山中。但相信經過多次嘗試，一定會豁然開朗。