HFSS中使用lumped RLC boundaries模拟理想电阻、电容和电感的灵活用法

在HFSS（High Frequency Structure Simulator）中，lumped RLC boundaries不仅可用于模拟单个的电阻（R）、电感（L）和电容（C）元器件，还可通过灵活的配置实现更复杂的电路模拟，如RLC串联、串并联混搭等。以下是具体的灵活用法：

一、RLC串联的用法

HFSS软件默认可以在一个sheet（2D对象）上定义RLC的并联。然而，要实现串联RLC，则需要采取一些额外的步骤：

1. 定义多个sheet：在HFSS中，需要画上几个相邻的sheet来分别定义电阻、电感和电容。

2. 电流方向一致：在定义boundaries时，确保电流的方向在这些sheet上是一致的。这是实现串联连接的关键。

   示例：

   假设线路上先串联一个1nH的电感，然后再串联一个1pF的电容。

   在circuit（原名designer）和HFSS中分别进行仿真，并对比仿真结果。

   需要注意的是，由于port内阻是50ohm，所以在HFSS中必须用50ohm的微带线来串接LC。

   仿真结果：在circuit中简单的原理图和HFSS中的模型仿真结果对比显示，S11和S21曲线重叠，表明两者结果完全一致。

二、RLC串并联混搭

在实际的电子设计中，很多电路都包含复杂的串并联混搭电路，如电容的等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）等。HFSS同样可以模拟这种复杂的混搭电路。

1. 定义混搭电路：在HFSS中，通过组合多个sheet和设置相应的RLC值，可以定义出复杂的混搭电路。

2. 仿真对比：将定义的混搭电路与原理图中的电路进行仿真对比，以验证HFSS模型的准确性。

   示例：

   一个包含电阻、电感、电容以及它们之间复杂连接的电路原理图。

   在HFSS中建立相应的模型，并进行仿真。

   仿真结果：通过对比原理图和HFSS模型的仿真结果，可以发现两者结果几乎一样，验证了HFSS模型的有效性。

图片展示：

• RLC并联定义：

  

• RLC串联定义：

  

• 混搭电路原理图与HFSS模型：

  

  

综上所述，HFSS中的lumped RLC boundaries提供了强大的电路模拟功能，不仅可以模拟单个的电阻、电容和电感元器件，还可以通过灵活的配置实现复杂的串联、并联以及混搭电路模拟。这为高频电路的设计和分析提供了极大的便利。